測位装置、測位装置の制御方法、その制御プログラム及び記録媒体
【課題】信頼性を有し、かつ、精度の高い位置を出力することができる測位装置等を提供すること。
【解決手段】測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて、測位を行う測位装置20であって、参照位置Pを保持する位置保持手段と、参照位置Pが静止条件Bを満たすか否かを判断する静止条件判断手段と、静止条件Bを満たす参照位置Pと、測位によって算出した現在の測位位置Pgを平均化して平均位置Pavを算出する平均位置算出手段と、平均位置Pavを出力する位置出力手段と、平均位置Pavを参照位置Pとして位置保持手段に格納する位置格納手段と、を有する。
【解決手段】測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて、測位を行う測位装置20であって、参照位置Pを保持する位置保持手段と、参照位置Pが静止条件Bを満たすか否かを判断する静止条件判断手段と、静止条件Bを満たす参照位置Pと、測位によって算出した現在の測位位置Pgを平均化して平均位置Pavを算出する平均位置算出手段と、平均位置Pavを出力する位置出力手段と、平均位置Pavを参照位置Pとして位置保持手段に格納する位置格納手段と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、測位衛星からの信号を使用する測位装置、測位装置の制御方法、その制御プログラム及び記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、SPS(Satellite Positioning System)の一例であるGPS(Global Positioning System)を利用してGPS受信機の現在位置を測位する測位システムが実用化されている。
GPS受信機は、例えば、3個以上のGPS衛星から信号を受信し、信号が各GPS衛星から発信された時刻とGPS受信機に到達した時刻との差(以後、遅延時間と呼ぶ)によって、各GPS衛星とGPS受信機との間の距離(以後、擬似距離と呼ぶ)を求める。そして、各GPS衛星から受信した信号に乗せられている各GPS衛星の衛星軌道情報と、上述の擬似距離を使用して、現在位置の測位演算を行うようになっている。
しかし、GPS衛星からの信号が建物等に反射してGPS受信機に到達したり、信号強度が弱かったり、天空におけるGPS衛星の配置(DOP:Dilution Of Precision)が悪い場合には、測位位置が真の位置と大きく乖離し、測位位置の精度が劣化する場合がある。
これに対して、前回の測位位置を基点として、速度ベクトルと経過時間から現在の予想位置(以下、「予想位置」という)を算出し、その予想位置と現在の測位位置を平均化処理する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
【特許文献1】特開平8―68651号公報(図5等)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、GPS受信機が静止している場合であっても、GPS衛星はその衛星軌道上を移動しており、また、衛星信号の受信状態は時々刻々と変化するから、速度ベクトルに示される速度は、0になるとは限らない。
このため、上述の技術においては、GPS受信機が静止している場合であっても、例えば、経過時間が10秒(s)であれば10秒間に対応する距離だけ予想位置が前回位置から乖離する。この結果、平均化処理の後の位置の精度が劣化し、出力位置が真の位置と乖離する場合があるという問題がある。
そして、上述の技術においては、GPS受信機が静止している場合においては、前回測位時からの経過時間が長いほど、予想位置が前回位置から累積的に乖離し、この結果、出力位置が真の位置と乖離するという問題がある。
さらに、そもそも前回の測位位置が真の位置と乖離しており、信頼性を欠く場合には、予想位置も信頼性を欠き、平均位置もまた、信頼性を欠くという問題がある。
【0004】
そこで、本発明は、静止時において、信頼性を有し、かつ、精度の高い位置を出力することができる測位装置、測位装置の制御方法、測位装置の制御プログラム、測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記目的は、第1の発明によれば、測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて、測位を行う測位装置であって、参照位置を保持する位置保持手段と、前記参照位置が静止条件を満たすか否かを判断する静止条件判断手段と、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出する平均位置算出手段と、前記平均位置を出力する位置出力手段と、前記平均位置を前記参照位置として前記位置保持手段に格納する位置格納手段と、を有することを特徴とする測位装置により達成される。
【0006】
第1の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記平均位置算出手段を有するから、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出することができる。すなわち、前記測位装置は、前回の測位位置と前回の速度ベクトル及び経過時間から推定した予想位置と、今回の測位位置との平均化(補正)をするのではない。前記測位装置は、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出するのである。このため、現在の前記測位位置を補正するために、前回の速度ベクトルの精度の影響を受けない。
また、前記測位装置が静止している場合には、前記測位位置は継続的に真の位置の近傍の座標によって示される。そして、前記参照位置は、前記平均化によって前記測位位置の位置のばらつきが低減されているから、一層真の位置の近傍に位置する。これに対して、予想位置の近傍に真の位置が存在するとは限らない。
すなわち、前記静止条件を満たす前記参照位置は、信頼性が高い。しかも、前記静止条件を満たす前記参照位置は、複数存在し得る。
このため、前記参照位置と現在の前記測位位置を平均化して前記平均位置を出力することによって、予想位置と現在の前記測位位置を平均した位置を出力する場合よりも、出力位置がはるかに真の位置と近くなる。
これにより、信頼性を有し、かつ、精度の高い位置を出力することができる。
なお、前記静止条件を満たす状態を、静止状態と呼ぶ。この静止状態は、前記測位装置が静止している状態であって、前記測位装置の現在の前記測位位置を基準として判断される。
【0007】
第2の発明は、第1の発明の構成において、前記静止条件は、各前記参照位置を算出したときの時刻から現在時刻までの経過時間が予め規定した時間許容範囲内であるという条件と、各前記参照位置を算出したときの前記測位装置の移動速度及び現在の前記測位装置の移動速度が共に予め規定した速度許容範囲内であるという条件と、各前記参照位置と現在の前記測位位置との距離が予め規定した距離許容範囲内であるという条件と、を含むことを特徴とする測位装置である。
【0008】
第2の発明の構成によれば、前記静止条件は、前記経過時間、前記移動速度及び前記距離という複数の基準を使用して前記測位装置の静止状態を判断するから、精度よく静止状態か否かを判断することができる。
【0009】
第3の発明は、第1の発明又は第2の発明のいずれかの構成において、前記静止条件は、各前記参照位置から現在の前記測位位置までの道のりの距離である累積距離が予め規定した累積距離許容範囲内であるという条件を含むことを特徴とする測位装置である。
【0010】
第3の発明の構成によれば、前記静止条件は、前記累積距離も使用して前記測位装置の静止状態を判断することができる。このため、例えば、近距離において円状に移動していて前記距離によっては前記測位装置の静止状態を判断することができない場合においても、前記累積距離に基づいて静止状態を判断することができる。
【0011】
第4の発明は、第2の発明又は第3の発明のいずれかの構成において、前記静止条件は、前記衛星信号の受信環境に応じて規定されていることを特徴とする測位装置である。
【0012】
第4の発明の構成によれば、前記受信環境に応じて、適切に静止状態を判断することができる。
【0013】
第5の発明は、第1の発明乃至第4の発明のいずれかの構成において、前記位置格納手段は、予め規定した規定数に達するまでは前記位置保持手段に前記測位位置を格納する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【0014】
第5の発明の構成によれば、前記位置保持手段に最初に格納される位置が真の位置と大きく乖離していたとしても、その影響を早期に低減することができる。
【0015】
第6の発明は、第1の発明乃至第5の発明の構成のいずれかの構成において、前記位置格納手段は、複数の測位から構成される測位時間において、最初に算出した前記平均位置を前記位置保持手段に格納し、前記測位時間において最後に算出した前記平均位置によって、前記位置保持手段に保持されている最初に算出した前記平均位置を更新する構成となっていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の測位装置測位装置である。
【0016】
第6の発明の構成によれば、前記位置格納手段は、最初に算出した前記平均位置を前記位置保持手段に格納するから、前記測位時間の終了を待つことなく、早期に新しい位置を前記位置格納手段に格納することができる。これにより、後続の前記平均位置も早期に新しい位置を反映することができる。
一般に、継続して測位を行う場合には、後の測位位置の方が安定し、精度が高い。測位位置の精度が高ければ、前記平均位置の精度も高くなる。
この点、前記位置格納手段は、最後に算出した前記平均位置によって、最初に算出した前記平均位置を更新する構成となっているから、前記測位時間の完了時には、精度の高い位置を前記位置格納手段に格納することができる。
【0017】
第7の発明は、第6の発明の構成において、最初の前記平均位置の算出後は、前記静止条件を厳しくするように構成されていることを特徴とする測位装置である。
【0018】
前記平均位置を一度算出して前記位置保持手段に保持すれば、前記静止条件を判断するための基準となる前記位置保持手段内の位置は、最新の位置を反映したものになる。
このため、第7の発明の構成によれば、最新の位置を反映したうえで、前記静止条件を厳しくすることによって、より正確に静止状態を判断することができる。
【0019】
第8の発明は、第1の発明乃至第7の発明のいずかの構成において、前記平均位置算出手段は、前記参照位置が前記静止条件を満たさない状態が連続しない限り、前記静止条件を満たす前記参照位置を使用して前記平均化を行う構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【0020】
第8の発明の構成によれば、1つの前記参照位置が大きな誤差を有して、前記測位装置が、誤って前記静止条件を満たさないと判断した場合であっても、それ以前に算出された前記参照位置を前記平均化に使用することができるから、前記平均位置の精度を向上させることができる。
【0021】
前記目的は、第9の発明によれば、測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて測位を行い、参照位置を保持する位置保持手段を有する測位装置が、前記参照位置が静止条件を満たすか否かを判断する静止条件判断ステップと、前記測位装置が、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出する平均位置算出ステップと、前記測位装置が、前記平均位置を出力する位置出力ステップと、前記測位装置が、前記平均位置を前記参照位置として前記位置保持手段に格納する位置格納ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御方法によって達成される。
【0022】
第9の発明の構成によれば、第1の発明の構成と同様に、信頼性を有し、かつ、精度の高い位置を出力することができる。
【0023】
前記目的は、第10の発明によれば、コンピュータに、測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて測位を行い、参照位置を保持する位置保持手段を有する測位装置が、前記参照位置が静止条件を満たすか否かを判断する静止条件判断ステップと、前記測位装置が、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出する平均位置算出ステップと、前記測位装置が、前記平均位置を出力する位置出力ステップと、前記測位装置が、前記平均位置を前記参照位置として前記位置保持手段に格納する位置格納ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムによって達成される。
【0024】
前記目的は、第11の発明によれば、コンピュータに、測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて測位を行い、参照位置を保持する位置保持手段を有する測位装置が、前記参照位置が静止条件を満たすか否かを判断する静止条件判断ステップと、前記測位装置が、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出する平均位置算出ステップと、前記測位装置が、前記平均位置を出力する位置出力ステップと、前記測位装置が、前記平均位置を前記参照位置として前記位置保持手段に格納する位置格納ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【0026】
図1は、本発明の実施の形態に係る端末20等を示す概略図である。
図1に示すように、端末20は、使用者Aに保持されている。端末20は、測位衛星である例えば、GPS衛星12a,12b,12c,12d,12e,12f,12g及び12hからの信号である信号G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7及びG8を受信することができる。この信号G1等は、衛星信号の一例である。そして、端末20は、測位装置の一例である。
【0027】
使用者Aは、山道MR上において静止し、例えば、遭難したので救助を待っているところである。そして、端末20も静止している。端末20の真の位置は、位置r1である。端末20は、端末20が実際に静止している状態において、真の位置r1にできるだけ近い位置を出力することによって、使用者Aの救助の確実性を増すことができる。
しかし、GPS衛星12a等はその衛星軌道上を移動し、信号G1等の受信状態は時々刻々と変動するから、測位位置も時々刻々と変動する。例えば、時間経過に従って、測位位置P0,P1,P2,P3,P4というように、変動する。
端末20は、以下に説明するように、静止状態の場合には、測位位置P0等が変動したとしても、信頼性を有し、かつ、精度の高い位置を出力することができるようになっている。
【0028】
端末20は、例えば、測位演算を実施し、取得した位置情報を地図情報とともに表示することができる携帯式のカーナビゲーション装置である。
なお、端末20は例えば、携帯電話機であるが、その他に、カーナビゲーション装置、PHS(Personal Handy−phone System)、PDA(Personal Digital Assistance)等であってもよく、また、これらに限らない。
なお、本実施の形態とは異なり、GPS衛星12a等は8個に限らず例えば、3個以上7個以下でもよいし、9個以上でもよい。
【0029】
(端末20の主なハードウエア構成について)
図2は端末20の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図2に示すように、端末20は、コンピュータを有しており、コンピュータは、バス22を有する。
このバス22には、CPU(Central Processing Unit)24、記憶装置26、外部記憶装置28等が接続されている。記憶装置26は例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等である。外部記憶装置28は例えば、HDD(Hard Disk Drive)等である。
【0030】
また、このバス22には、各種情報等を入力するための入力装置30、GPS衛星12a等から信号G1等を受信するためのGPS装置32、通信装置34、各種情報を表示するための表示装置36、時計38、電源装置40が接続されている。
【0031】
(端末20の主なソフトウエア構成について)
図3は、端末20の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図3に示すように、端末20は、各部を制御する制御部100、図2の端末GPS装置32に対応するGPS部102、時計38に対応する計時部104等を有する。
端末20は、また、各種プログラムを格納する第1記憶部110、各種情報を格納する第2記憶部150を有する。
【0032】
図3に示すように、端末20は、第2記憶部150に、Buffを有している。Buffは、第2記憶部150内に確保された記憶領域である。
【0033】
図4は、Buffの一例を示す図である。
図4に示すように、Buffには、位置P(n−1)乃至P(n−10)が保持されている。位置P(n−1)等を総称して、位置Pとも呼ぶ。
位置P(n−1)等は、過去の測位(後述の単発測位又は連発測位)においてBuffに格納された位置である。
また、Buffには、各位置P(n−1)等に対応して、それらの算出時刻t(n−1)等が保持されている。
また、Buffには、各位置P(n−1)等に対応して、それらを算出したときの端末20の移動速度v(n−1)等が保持されている。
位置P(n−1)等は、参照位置の一例である。Buffは、位置保持手段の一例である。
【0034】
図3に示すように、端末20は、第2記憶部150に、衛星軌道情報152を格納している。衛星軌道情報152は、アルマナック152a及びエフェメリス152bを含む。
アルマナック152aは、すべてのGPS衛星12a等(図1参照)の概略の軌道を示す情報である。アルマナック152aは、いずれのGPS衛星12a等の信号G1等からも、デコードして取得することができる。
エフェメリス152bは、各GPS衛星12a等(図1参照)の精密な軌道を示す情報である。例えば、GPS衛星12aのエフェメリス152bを取得するためには、GPS衛星12aからの信号G1を受信し、デコードして取得する必要がある。
端末20は、衛星軌道情報152を、測位のために使用する。
【0035】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、衛星信号受信プログラム112を格納している。衛星信号受信プログラム112は、制御部100が、GPS衛星12a等から、信号G1等を受信するためのプログラムである。
具体的には、制御部100は、アルマナック152aを参照して、現在時刻において観測可能なGPS衛星12a等を判断し、観測可能なGPS衛星12a等からの信号G1等を受信する。このとき、基準となる自己位置は、例えば、Buffに保持されている前回の位置P(n−1)を使用する。
【0036】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、測位プログラム114を格納している。測位プログラム114は、制御部100が、GPS部102によって受信した信号G1等に基づいて、現在の測位位置Pg(n)を算出するためのプログラムである。測位位置Pg(n)は、現在の測位位置の一例である。
具体的には、制御部100は、例えば、3個以上のGPS衛星12a等から信号G1等を受信し、信号G1等が各GPS衛星12a等から発信された時刻と端末20に到達した時刻との差である遅延時間によって、各GPS衛星12a等と端末20との間の距離である擬似距離を求める。そして、各GPS衛星12a等のエフェメリス152bを使用して算出される各GPS衛星12a等の衛星軌道上の位置と、上述の擬似距離を使用して、現在位置の測位演算を行う。
制御部100は、現在の測位位置Pg(n)を示す測位位置情報154を第2記憶部150に格納する。なお、各時刻の測位位置Pg(n)等を総称して測位位置Pgとも呼ぶ。
【0037】
図5は、測位プロラム114に基づいて行われる測位の種類を示す図である。
測位の種類として、図5(a)に示す単発測位と図5(b)に示す連発測位がある。
図5(a)に示すように、単発測位は、測位位置Pgのばらつきが、予め規定した収束範囲内に収まった時点、又は、安定位置Pstを算出した時点のいずれかの時点で測位を終了する測位モードである。ここで、予め規定した収束範囲とは、例えば、2個以上の測位位置Pg(n)のばらつきが、100メートル(m)以内である範囲である。そして、安定位置Pstとは、端末20が、最初に算出した平均位置Pavである。平均位置Pavについては、後述する。なお、端末20は、単発測位の実施中においても、平均位置Pavを算出する。例えば、単発測位が、1秒(s)ごとに15回の測位を行うように規定されている場合には、後述の静止条件Bを満たす場合には、第1回の測位から平均位置Pavが算出される。
これに対して、図5(b)に示すように、連発測位は、測位位置Pgのばらつきが、予め規定した収束範囲内に収まった時点の後、又は、安定位置Pstを算出した後、予め規定した一定時間又は一定回数の測位を行った後に測位を終了する測位モードである。
上述のように、単発測位も連発測位も、複数の測位から構成されている。そして、複数の測位は予め規定された規定時間において行われるから、単発測位も連発測位も複数の測位から構成される測位時間において行われる。
なお、本実施の形態とは異なり、測位の種類として、測位位置Pgのばらつきが、予め規定した収束範囲内に収まった時点、又は、安定位置Pstを算出した後も、ユーザによって測位終了の命令が入力されるまで測位を継続する連続測位を加えてもよい。
【0038】
制御部100は、また、測位プログラム114に基づいて、測位位置Pg(n)を算出した時刻である測位時刻t(n)を算出する。この測位時刻t(n)は、測位の過程において、算出されるGPS時刻である。
制御部100は、測位時刻t(n)を示す測位時刻情報156を第2記憶部150に格納する。なお、測位時刻t(n)を現在時刻t(n)とも呼ぶ。
【0039】
測位プログラム114はまた、制御部100が、信号G1等に基づいて、端末20の移動速度を算出するためのプログラムでもある。
具体的には、制御部100は、複数のGPS衛星12a等からの信号G1等のドップラー偏移等に基づいて、各GPS衛星12a等と端末20の相対速度を算出し、端末20の移動速度である移動速度v(n)を算出する(例えば、特開平8−68651の段落〔0016〕乃至〔0018〕参照)。
制御部100は、移動速度v(n)を示す移動速度情報158を第2記憶部150に格納する。なお、移動速度v(n)を現在速度v(n)とも呼ぶ。
【0040】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、経過時間評価プログラム116を格納している。
【0041】
図6は、経過時間評価プログラム116の説明図である。
図6に示すように、経過時間評価プログラム116は、制御部100が、Buff中の各時刻t(n−1)等から現在時刻t(n)までの経過時間が、時間閾値α以下否かを判断するためのプログラムである。時間閾値αは予め規定されており、例えば、180秒(s)である。180秒(s)以下の時間範囲は、時間許容範囲の一例である。
【0042】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、速度評価プログラム118を格納している。
【0043】
図7は、速度評価プログラム118の説明図である。
図7に示すように、速度評価プログラム118は、制御部100が、現在速度v(n)及びBuff中の各速度v(n−1)等が、速度閾値β以下か否かを判断するためのプログラムである。速度閾値βは予め規定されており、例えば、毎秒0.5メートル(m/s)である。毎秒0.5メートル(m/s)の速度範囲は、速度許容範囲の一例である。
【0044】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、距離評価プログラム120を格納している
【0045】
図8は、距離評価プログラム120の説明図である。
図8に示すように、距離評価プログラム120は、制御部100が、Buff中の各位置P(n−1)等と現在位置Pg(n)までの距離が、距離閾値γ以下か否かを判断するためのプログラムである。距離閾値γは予め規定されており、例えば、15メートル(m)である。15メートル(m)以下の距離範囲は、距離許容範囲の一例である。
【0046】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、累積距離評価プログラム122を格納している。累積距離評価プログラム122は、制御部100が、各位置P(n−1)等から現在の測位位置Pg(n)までの道のりの距離である累積距離が、予め規定した累積距離閾値γs以下であるか否かを判断するためのプログラムである。
【0047】
図9は、累積距離評価プログラム122の説明図である。
例えば、図9(a)に示すように、端末20の真の位置は、位置P(n−5)から位置P(n−4)へ移動し、位置P(n−4)から位置P(n−3)へ移動し、位置P(n−3)から位置P(n−2)へ移動し、位置P(n−2)から位置P(n−1)へ移動し、位置P(n−1)から測位位置Pg(n)へ移動していると仮定する。
このように端末20が円状に移動して、測位位置Pg(n)がその円の中心の座標を示す場合等には、測位位置Pg(n)と、各位置P(n−5)乃至P(n−1)との距離は、距離閾値γ以下になり得る。
このため、測位位置Pg(n)と、各位置P(n−5)乃至P(n−1)との距離が距離閾値γ以下であるというだけでは、端末20が移動しているか否かを正確に判断することができない。
【0048】
これに対して、図9(b)に示すように、制御部100は、累積距離評価プログラム122に基づいて、例えば、位置P(n−1)との距離a1が累積距離閾値γs以下であるか否かを判断する。続いて、制御部100は、位置P(n−2)からの累積距離a1+a2が累積距離閾値γs以下であるか否かを判断する。続いて、制御部100は、位置P(n−3)からの累積距離a1+a2+a3が累積距離閾値γs以下であるか否かを判断する。
このように、制御部100は、各位置P(n−1)等から現在の測位位置Pg(n)までの道のりの距離(累積距離)を算出し、累積距離が累積距離閾値γs以下であるか否かを判断する。累積距離閾値γsは予め規定されており、例えば、20メートル(m)である。累積距離閾値γs以下の範囲は、累積距離許容範囲の一例である。
【0049】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、静止状態判断プログラム124を格納している。静止状態判断プログラム124は、制御部100が、Buff中の各位置P(n−1)等が静止条件Bを満たしているか否かを判断するためのプログラムである。静止状態判断プログラム124と制御部100は、静止条件判断手段の一例である。
【0050】
図10は、静止状態判断プログラム124の説明図である。
図10に示すように、静止条件Bは、条件1、条件2、条件3及び条件4のすべてを満たす状態である。静止条件Bは、静止条件の一例である。
条件1は、現在速度v(n)及びBuff内の各速度v(n−1)等の双方が、速度閾値β以下であることである。条件2を満たすためには、例えば、現在速度v(n)と速度v(n−1)との関係においては、現在速度v(n)と速度v(n−1)の双方が速度閾値β以下である必要がある。
条件2は、経過時間が時間閾値α以下であることである。
条件3は、現在の測位位置Pg(n)と各位置P(n−1)等の距離が距離閾値γ以下であることである。
条件4は、累積距離が、累積距離閾値γs以下であることである。
【0051】
制御部100は、静止状態判断プログラム124に基づいて、Buff中の位置Pについて、新しい順に、静止条件Bを満たすか否かを判断する。
具体的には、制御部100は、まず、現在の移動速度v(n)が速度閾値β以下否かを判断する。なお、制御部100は、現在の移動速度v(n)が速度閾値β以下ではないと判断した場合には、各位置P(n−1)について静止条件Bを満たすか否かを判断することなく、静止条件Bの判断を停止する。
制御部100は、現在の移動速度v(n)が速度閾値β以下であると判断すると、現在の測位位置Pg(n)との関係で、各位置P(n−1)が、静止条件Bを満たすか否かを判断する。続いて、現在の測位位置Pg(n)と位置P(n−2)について、静止条件Bを満たすか否かを判断する。このように、制御部100は、新しい順に位置P(n−1)等について、静止条件Bを満たすか否かを判断し、位置P(n−1)等が静止条件Bを満たさないと判断した時点で、静止条件Bの判断を停止する。
【0052】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、平均位置算出プログラム126を格納している。平均位置算出プログラム126は、制御部100が、静止条件Bを満たす位置P(n−1)等と、測位によって算出した現在の測位位置Pg(n)を平均化して、平均位置Pavを算出するためのプログラムである。平均位置Pavは、平均位置の一例である。平均位置算出プログラム126と制御部100は、平均位置算出手段の一例である。
【0053】
図11は、平均位置算出プログラム126の説明図である。
図11に示すように、例えば、静止条件Bを満たす位置Pが、位置P(n−1),P(n−2),P(n−3),P(n−4)及びP(n−5)である場合には、位置P(n−1)乃至位置P(n−5)及び測位位置Pg(n)の平均の位置を算出する。
このように、制御部100は、静止条件Bを満たすすべての位置Pと測位位置Pg(n)の平均の位置を算出する。例えば、Buff内のすべての位置Pが、静止条件Bを満たす場合には、測位位置Pg(n)とあわせて、11個の位置について平均化処理が行われる。
制御部100は、平均位置Pavを示す平均位置情報160を第2記憶部150に格納する。
【0054】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、位置出力プログラム128を格納している。位置出力プログラム128は、制御部100が、平均位置Pav又は測位位置Pg(n)のいずれかを出力するためのプログラムである。位置出力プログラム128と制御部100は、位置出力手段の一例である。
具体的には、制御部100は、上述の静止条件Bを満たす位置Pがある場合には平均位置Pavを表示装置36(図2参照)に表示する。
これに対して、制御部100は、上述の静止条件Bを満たす位置Pがない場合には測位位置Pg(n)を表示装置36に表示する。
【0055】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に位置格納プログラム130を格納している。位置格納プログラム130は、制御部100が、平均位置Pav又は測位位置Pg(n)を、Buffに格納するためのプログラムである。位置格納プログラム130と制御部100は、位置格納手段の一例である。
制御部100は、平均位置Pavを表示装置36に表示した場合には、平均位置Pavを新たな位置P(n−1)として、Buffに格納する。
これに対して、制御部100は、位置Pg(n)を表示装置36に表示した場合には、位置Pg(n)を新たな位置P(n−1)として、Buffに格納する。
【0056】
端末20は上述のように構成されている。
上述のように、端末20は、静止条件Bを満たす位置P(n−1)等と、測位によって算出した現在の測位位置Pg(n)を平均化して平均位置Pavを算出することができる。すなわち、端末20は、前回の測位位置と前回の速度ベクトル及び経過時間から推定した予想位置と、今回の測位位置Pg(n)との平均化(補正)をするのではない。端末20は、静止条件Bを満たす位置P(n−1)等と、測位によって算出した現在の測位位置Pg(n)を平均化して平均位置Pavを算出するのである。このため、現在の測位位置Pg(n)を補正するために、前回の速度ベクトルの精度の影響を受けない。
また、端末20が静止している場合には、測位位置Pg(n)は継続的に真の位置の近傍の座標によって示される。そして、平均位置Pavは、平均化によってばらつきが低減されているから、一層真の位置の近傍に位置する。これに対して、予想位置の近傍に真の位置が存在するとは限らない。
すなわち、静止条件Bを満たす位置Pは、信頼性が高い。しかも、生成条件Bを満たす位置Pは、複数存在し得る。
このため、位置P(n−1)等と現在の測位位置Pg(n)を平均化して平均位置Pavを出力することによって、予想位置と現在の測位位置Pg(n)を平均した位置を出力する場合よりも、出力位置がはるかに真の位置と近くなる。
これにより、信頼性を有し、かつ、精度の高い位置を出力することができる。
【0057】
また、静止条件Bは、移動速度、経過時間及び距離という複数の基準を使用して端末20の静止状態を判断するから、精度よく静止状態か否かを判断することができる。
さらに、静止条件Bは累積距離が累積距離閾値γs以下であるという条件を含むから、端末20は、例えば、近距離において円状に移動していて距離によっては端末20の静止状態を判断することができない場合においても、累積距離に基づいて静止状態を判断することができる。
【0058】
以上が本実施の形態に係る端末20の構成であるが、以下、その動作例を主に図13を使用して説明する。
図13は本実施の形態に係る端末20の動作例を示す概略フローチャートである。
図13においては、端末20が、単発測位(図5(a)参照)を行うと仮定して、以下の説明をする。
【0059】
まず、端末20は、測位を行う(図13のステップST1)。
続いて、端末20は、Buff内の各位置P(n−1)等について、静止条件Bを満たすか否かの判断を行う(ステップST2)。このステップST2は、静止条件判断ステップの一例である。
【0060】
続いて、端末20は、静止条件Bを満たす位置P(n−1)等があるか否かを判断する(ステップST3)。
端末20は、上述のステップST3において、静止条件Bを満たす位置P(n−1)等があると判断した場合には、静止条件Bを満たすすべての位置P(n−1)等と測位位置Pg(n)を平均化処理して、平均位置Pavを算出する(ステップST4)。このステップST4は、平均位置算出手段の一例である。
【0061】
続いて、端末20は、平均位置Pavを出力する(ステップST5)。このステップST5は、位置出力ステップの一例である。
続いて、端末20は、単発測位における最終の平均位置Pavを位置P(n−1)としてBuffに格納する(ステップST6)。このステップST6は、位置格納ステップの一例である。
【0062】
上述のステップST3において、端末20が、静止条件Bを満たす位置P(n−1)等がないと判断した場合には、現在の測位位置Pg(n)を出力する(ステップST5A)。
そして、端末20は、単発測位における最終の測位において、平均位置Pavを算出しなかった場合には、最終の測位位置Pg(n)をBuffに格納する(ステップST6A)。
【0063】
上述のステップによって、静止時において、信頼性を有し、かつ、精度の高い位置を出力することができる。
また、端末20が、静止していない場合には、測位位置Pg(n)を出力するから、移動状態に応じた位置を出力することができる。
【0064】
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態における端末20A(図1参照)の構成は、上記第1の実施の形態の端末20と多くの構成が共通するため共通する部分は同一の符号等とし、説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。
【0065】
図14は、端末20Aの速度閾値β、距離閾値γ等を示す図である。
図14に示すように、端末20Aにおいては、強電界においては速度閾値βは毎秒0.5メートル(m/s)と規定されている。そして、中電界においては速度閾値βは毎秒0.75メートル(m/s)と規定されている。そして、弱電界においては速度閾値βは毎秒2メートル(m/s)と規定されている。
強電界は、例えば、マイナス(−)135dBm以上の信号強度である。
中電界は、例えば、マイナス(−)150dBm以上マイナス(−)135dBm未満の信号強度である。
弱電界は、例えば、マイナス(−)150dBm未満の信号強度である。
【0066】
また、端末20Aにおいては、強電界においては距離閾値γは15メートル(m)と規定されている。そして、中電界においては距離閾値γは30メートル(m)と規定されている。そして、弱電界においては距離閾値γは100メートル(m)と規定されている。
【0067】
上述のように、速度閾値β及び距離閾値は、受信環境に応じて規定されている。
このため、端末20Aは、受信環境に応じて、適切に静止状態を判断することができる。
なお、時間閾値αと累積距離閾値γsは、固定値である。
【0068】
図15は、位置格納プログラム130A(図3参照)の説明図である。
図15に示すように、制御部100は、位置格納プログラム130Aに基づいて、Buff内の位置Pが規定数である5個に達するまでは、Buffに測位位置Pgを格納する構成となっている。この5個という規定数は、予め規定されている。
具体的には、制御部100は、図15(a)乃至(e)に示すように、Buff内の位置Pが5個に達するまでは、測位位置PgをBuffに格納する。
これに対して、図15(f)乃至(j)に示すように、Buff内の位置Pが5個に達した後は、平均位置Pavを算出した場合には、平均位置PavをBuffに格納する。
【0069】
図16は、本実施の形態との比較例を示す図である。
図16(a)に示すように、最初の測位位置Pgを最初の位置P(0)としてBuffに入れ、次に、真の位置に近い位置を測位して測位位置Pg(1)を算出したとする。この場合、P(0)とPg(1)の平均位置はPav(1)となる。
続いて、図16(b)に示すように、Pav(1)をP(1)としてBuffに入れ、次に、真の位置に近い位置を測位して測位位置Pg(2)を算出したとする。この場合、P(0)とP(1)及びPg(2)の平均位置はPav(2)となる。
このように、Buffに位置Pを格納する初期段階において、平均位置PavをBuffに格納すると、最初の位置P(0)の影響を大きく受け、平均位置Pavが真の位置に迅速に近づかない場合がある。
【0070】
図17は、本実施の形態におけるBuffへの位置格納法の一例を示す図である。
図17(a)に示すように、測位位置Pgを最初の位置P(0)としてBuffに入れ、次に、真の位置に近い位置を測位して測位位置Pg(1)を算出したとする。この場合、P(0)とPg(1)の平均位置はPav(1)となる。
そして、図17(b)に示すように、Pg(1)をP(1)としてBuffに入れ、次に、真の位置に近い位置を測位して測位位置Pg(2)を算出したとする。この場合、P(0)とP(1)及びPg(2)の平均位置はPav(2A)となる。Pav(2A)は、比較例の平均位置Pav(2)よりも、真の位置に近い。
このように、Buffに位置Pを格納する初期段階において、平均位置PavをBuffに格納するのではなくて、測位位置PgをBuffに格納することによって、最初の位置P(0)の影響を低減し、平均位置Pavをより迅速に真の位置に近づけることができる。
【0071】
上述のように、端末20Aは、Buffに最初に格納される位置Pが真の位置と大きく乖離していたとしても、その影響を迅速に低減することができる。
【0072】
(第3の実施の形態)
次に、第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態における端末20B(図1参照)の構成は、上記第1の実施の形態の端末20と多くの構成が共通するため共通する部分は同一の符号等とし、説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。
【0073】
図18は、端末20Bが第1記憶部110に格納している位置格納プログラム130B(図3参照)の説明図である。
位置格納プログラム130Bは、連発測位(図5(b)参照)において機能する。
図18(a)に示すように、Buffに位置Pが10個保持されていると仮定する。この状態で、端末20Bが連発測位を開始すると、制御部100は位置格納プログラム130Bに基づいて、測位時間内において最初に算出された平均位置Pav(安定位置Pst)をBuffに格納する。
続いて、連発測位の終了時において、制御部100は、最後に算出した平均位置Pavによって安定位置Pstを更新する。
なお、最後に平均位置Pavを算出及び出力せず、測位位置Pgを出力した場合には、その最後の測位位置Pgによって安定位置Pstを更新する。
なお、連発測位の途中においては、測位位置Pgのばらつきが、予め規定した収束範囲内に収まった時点が存在し得るが、端末20Bはその時点の測位位置PgをBuffに格納することはなく、あくまでも、安定位置PstをBuffに格納する。これは、測位位置Pgのばらつきが、予め規定した収束範囲内に収まったとしても、その時点の測位位置Pgは、測位誤差によって、真の位置と大きく乖離する状態(いわゆる、「位置飛び」)の可能性があり、このような位置をBuffに格納すると、以後の平均化に悪影響を与える可能性があるからである。
【0074】
上述のように、端末20Bは、Buffに安定位置Pstを格納するから、早期に新しい位置PをBuffに格納することができる。これにより、連発測位の終了時間を待つことなく、早期に新しい位置をBuffに格納することができる。これにより、後続の平均位置Pavも、早期に新しい位置を反映することができる。
また、端末20Bは、最後に算出した平均位置Pavによって、安定位置Pstを更新する構成となっているから、測位時間の完了時には、精度の高い位置をBuffに格納することができる。
【0075】
図19は、端末20Bの速度閾値β、距離閾値γ等を示す図である。
図19に示すように、端末20Bにおいては、安定位置Pstの算出後は、強電界においては速度閾値βは毎秒0.5メートル(m/s)が毎秒0.3メートル(m/s)に変更される。そして、中電界においては速度閾値βは毎秒0.75メートル(m/s)が毎秒0.6メートル(m/s)に変更される。そして、弱電界においては速度閾値βは毎秒2メートル(m/s)から毎秒1.2メートル(m/s)に変更される。
【0076】
また、端末20Bにおいては、安定位置Pstの算出後は、強電界においては距離閾値γは15メートル(m)から10メートル(m)に変更される。そして、中電界においては距離閾値γは30メートル(m)から20メートル(m)に変更される。そして、弱電界においては距離閾値γは100メートル(m)から70メートル(m)に変更される。
【0077】
上述のように、安定位置Pstの算出後は、速度閾値β、距離閾値γが小さくなるようになっている。言い換えると、安定位置の算出後は、静止条件が厳しくなるように構成されている。
【0078】
平均位置Pavを一度算出してBuffに保持すれば、静止条件Bを判断するための基準となるBuff内の位置は、最新の位置を反映したものになる。
このため、端末20Bは、最新の位置を反映したうえで、静止条件Bを厳しくすることによって、より正確に静止状態を判断することができる。
【0079】
図20は、端末20Bが、第1記憶部110に格納している静止状態判断プログラム124Bの説明図である。
図20(a)及び20(b)に示すように、制御部100は、静止状態判断プログラム124Bに基づいて、現在の速度v(n)が速度閾値β以下である場合に、Buff内の新しい位置Pから順に、静止条件Bを満たすか否かを判断する。
具体的には、Buff(1)内の位置P(n−1)について最初に静止条件Bを満たすか否かの判断を行い、次に、Buff(2)内の位置P(n−2)について最初に静止条件Bを満たすか否かの判断を行うというように、新しい位置Pから順に静止条件Bを満たすか否かについての判断を行うようになっている。
【0080】
図20(a)に示すように、制御部100は静止状態判断プログラム124Bに基づいて、Buff(3)の位置P(nー3)が静止条件Bを満たさない場合であっても、Buff(4)内の位置P(n−4)等について、静止条件Bを満たすか否かの判断を継続する。
そして、図20(a)の例では、静止条件Bを満たさないBuff(3)内の位置P(n−3)以外のすべての位置Pを平均位置Pavの算出に使用するようになっている。
【0081】
これに対して、図20(b)に示すように、制御部100は静止状態判断プログラム124Bに基づいて、Buff(3)の位置P(n−3)が静止条件Bを満たさず、かつ、連続するBuff(4)の位置P(n−4)が静止条件Bを満たさない場合には、静止条件Bを満たすか否かの判断を停止する。
そして、Buff(3)、Buff(4)、Buff(5)等に保持されるの位置Pは、平均位置Pavの算出に使用せず、静止条件Bを満たすBuff(1)及びBuff(2)に保持される位置Pのみを平均位置Pavの算出に使用する。
【0082】
上述のように、制御部100は、Buff内の位置Pが静止条件Bを満たさない状態が連続しない限り、静止条件Bを満たす位置Pを使用して平均化を行う構成となっている。
このため、例えば、1つの位置(図20(a)のBuff(3)の位置P)が大きな誤差を有しており、静止条件Bを満たさないと誤った判断をした場合であっても、それ以前に算出された位置Pを平均化に使用することができるから、平均処理に使用することができる位置Pの数を十分に確保することができ、平均位置Pavの精度を向上させることができる。
【0083】
(プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等について)
コンピュータに上述の動作例の静止条件判断ステップと、平均位置算出ステップと、位置出力ステップと、位置格納ステップ等を実行させるための測位装置の制御プログラムとすることができる。
また、このような測位装置の制御プログラム等を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等とすることもできる。
【0084】
これら測位装置の制御プログラム等をコンピュータにインストールし、コンピュータによって実行可能な状態とするために用いられるプログラム格納媒体は、例えばフロッピー(登録商標)のようなフレキシブルディスク、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Compact Disc−Recordable)、CD−RW(Compact Disc−Rewritable)、DVD(Digital Versatile Disc)などのパッケージメディアのみならず、プログラムが一時的若しくは永続的に格納される半導体メモリ、磁気ディスクあるいは光磁気ディスクなどで実現することができる。
【0085】
本発明は、上述の各実施の形態に限定されない。さらに、上述の各実施の形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0086】
【図1】本発明の実施の形態に係る端末等を示す概略図である。
【図2】端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図3】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図4】Buffの一例を示す図である。
【図5】測位プログラムの説明図である。
【図6】経過時間評価プログラムの説明図である。
【図7】速度評価プログラムの説明図である。
【図8】距離評価プログラムの説明図である。
【図9】累積距離評価プログラムの説明図である。
【図10】静止状態判断プログラムの説明図である。
【図11】平均位置算出プログラムの説明図である。
【図12】位置格納プログラムの説明図である。
【図13】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【図14】速度閾値等の一例を示す図である。
【図15】位置格納プログラムの説明図である。
【図16】比較例を示す図である。
【図17】本実施のBuffへの位置格納法の一例を示す図である。
【図18】位置格納プログラムの説明図である。
【図19】速度閾値等の一例を示す図である。
【図20】静止状態判断プログラムの説明図である。
【符号の説明】
【0087】
12a,12b,12c,12d,12e,12f,12g,12h・・・GPS衛星、20・・・端末、112・・衛星信号受信プログラム、114・・・測位プログラム、116・・・経過時間評価プログラム、118・・・速度評価プログラム、120・・・距離評価プログラム、122・・・累積距離評価プログラム、124,124B・・・静止状態判断プログラム、126・・・平均位置算出プログラム、128・・・位置出力プログラム、130,130A,130B・・・位置格納プログラム
【技術分野】
【0001】
本発明は、測位衛星からの信号を使用する測位装置、測位装置の制御方法、その制御プログラム及び記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、SPS(Satellite Positioning System)の一例であるGPS(Global Positioning System)を利用してGPS受信機の現在位置を測位する測位システムが実用化されている。
GPS受信機は、例えば、3個以上のGPS衛星から信号を受信し、信号が各GPS衛星から発信された時刻とGPS受信機に到達した時刻との差(以後、遅延時間と呼ぶ)によって、各GPS衛星とGPS受信機との間の距離(以後、擬似距離と呼ぶ)を求める。そして、各GPS衛星から受信した信号に乗せられている各GPS衛星の衛星軌道情報と、上述の擬似距離を使用して、現在位置の測位演算を行うようになっている。
しかし、GPS衛星からの信号が建物等に反射してGPS受信機に到達したり、信号強度が弱かったり、天空におけるGPS衛星の配置(DOP:Dilution Of Precision)が悪い場合には、測位位置が真の位置と大きく乖離し、測位位置の精度が劣化する場合がある。
これに対して、前回の測位位置を基点として、速度ベクトルと経過時間から現在の予想位置(以下、「予想位置」という)を算出し、その予想位置と現在の測位位置を平均化処理する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
【特許文献1】特開平8―68651号公報(図5等)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、GPS受信機が静止している場合であっても、GPS衛星はその衛星軌道上を移動しており、また、衛星信号の受信状態は時々刻々と変化するから、速度ベクトルに示される速度は、0になるとは限らない。
このため、上述の技術においては、GPS受信機が静止している場合であっても、例えば、経過時間が10秒(s)であれば10秒間に対応する距離だけ予想位置が前回位置から乖離する。この結果、平均化処理の後の位置の精度が劣化し、出力位置が真の位置と乖離する場合があるという問題がある。
そして、上述の技術においては、GPS受信機が静止している場合においては、前回測位時からの経過時間が長いほど、予想位置が前回位置から累積的に乖離し、この結果、出力位置が真の位置と乖離するという問題がある。
さらに、そもそも前回の測位位置が真の位置と乖離しており、信頼性を欠く場合には、予想位置も信頼性を欠き、平均位置もまた、信頼性を欠くという問題がある。
【0004】
そこで、本発明は、静止時において、信頼性を有し、かつ、精度の高い位置を出力することができる測位装置、測位装置の制御方法、測位装置の制御プログラム、測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記目的は、第1の発明によれば、測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて、測位を行う測位装置であって、参照位置を保持する位置保持手段と、前記参照位置が静止条件を満たすか否かを判断する静止条件判断手段と、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出する平均位置算出手段と、前記平均位置を出力する位置出力手段と、前記平均位置を前記参照位置として前記位置保持手段に格納する位置格納手段と、を有することを特徴とする測位装置により達成される。
【0006】
第1の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記平均位置算出手段を有するから、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出することができる。すなわち、前記測位装置は、前回の測位位置と前回の速度ベクトル及び経過時間から推定した予想位置と、今回の測位位置との平均化(補正)をするのではない。前記測位装置は、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出するのである。このため、現在の前記測位位置を補正するために、前回の速度ベクトルの精度の影響を受けない。
また、前記測位装置が静止している場合には、前記測位位置は継続的に真の位置の近傍の座標によって示される。そして、前記参照位置は、前記平均化によって前記測位位置の位置のばらつきが低減されているから、一層真の位置の近傍に位置する。これに対して、予想位置の近傍に真の位置が存在するとは限らない。
すなわち、前記静止条件を満たす前記参照位置は、信頼性が高い。しかも、前記静止条件を満たす前記参照位置は、複数存在し得る。
このため、前記参照位置と現在の前記測位位置を平均化して前記平均位置を出力することによって、予想位置と現在の前記測位位置を平均した位置を出力する場合よりも、出力位置がはるかに真の位置と近くなる。
これにより、信頼性を有し、かつ、精度の高い位置を出力することができる。
なお、前記静止条件を満たす状態を、静止状態と呼ぶ。この静止状態は、前記測位装置が静止している状態であって、前記測位装置の現在の前記測位位置を基準として判断される。
【0007】
第2の発明は、第1の発明の構成において、前記静止条件は、各前記参照位置を算出したときの時刻から現在時刻までの経過時間が予め規定した時間許容範囲内であるという条件と、各前記参照位置を算出したときの前記測位装置の移動速度及び現在の前記測位装置の移動速度が共に予め規定した速度許容範囲内であるという条件と、各前記参照位置と現在の前記測位位置との距離が予め規定した距離許容範囲内であるという条件と、を含むことを特徴とする測位装置である。
【0008】
第2の発明の構成によれば、前記静止条件は、前記経過時間、前記移動速度及び前記距離という複数の基準を使用して前記測位装置の静止状態を判断するから、精度よく静止状態か否かを判断することができる。
【0009】
第3の発明は、第1の発明又は第2の発明のいずれかの構成において、前記静止条件は、各前記参照位置から現在の前記測位位置までの道のりの距離である累積距離が予め規定した累積距離許容範囲内であるという条件を含むことを特徴とする測位装置である。
【0010】
第3の発明の構成によれば、前記静止条件は、前記累積距離も使用して前記測位装置の静止状態を判断することができる。このため、例えば、近距離において円状に移動していて前記距離によっては前記測位装置の静止状態を判断することができない場合においても、前記累積距離に基づいて静止状態を判断することができる。
【0011】
第4の発明は、第2の発明又は第3の発明のいずれかの構成において、前記静止条件は、前記衛星信号の受信環境に応じて規定されていることを特徴とする測位装置である。
【0012】
第4の発明の構成によれば、前記受信環境に応じて、適切に静止状態を判断することができる。
【0013】
第5の発明は、第1の発明乃至第4の発明のいずれかの構成において、前記位置格納手段は、予め規定した規定数に達するまでは前記位置保持手段に前記測位位置を格納する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【0014】
第5の発明の構成によれば、前記位置保持手段に最初に格納される位置が真の位置と大きく乖離していたとしても、その影響を早期に低減することができる。
【0015】
第6の発明は、第1の発明乃至第5の発明の構成のいずれかの構成において、前記位置格納手段は、複数の測位から構成される測位時間において、最初に算出した前記平均位置を前記位置保持手段に格納し、前記測位時間において最後に算出した前記平均位置によって、前記位置保持手段に保持されている最初に算出した前記平均位置を更新する構成となっていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の測位装置測位装置である。
【0016】
第6の発明の構成によれば、前記位置格納手段は、最初に算出した前記平均位置を前記位置保持手段に格納するから、前記測位時間の終了を待つことなく、早期に新しい位置を前記位置格納手段に格納することができる。これにより、後続の前記平均位置も早期に新しい位置を反映することができる。
一般に、継続して測位を行う場合には、後の測位位置の方が安定し、精度が高い。測位位置の精度が高ければ、前記平均位置の精度も高くなる。
この点、前記位置格納手段は、最後に算出した前記平均位置によって、最初に算出した前記平均位置を更新する構成となっているから、前記測位時間の完了時には、精度の高い位置を前記位置格納手段に格納することができる。
【0017】
第7の発明は、第6の発明の構成において、最初の前記平均位置の算出後は、前記静止条件を厳しくするように構成されていることを特徴とする測位装置である。
【0018】
前記平均位置を一度算出して前記位置保持手段に保持すれば、前記静止条件を判断するための基準となる前記位置保持手段内の位置は、最新の位置を反映したものになる。
このため、第7の発明の構成によれば、最新の位置を反映したうえで、前記静止条件を厳しくすることによって、より正確に静止状態を判断することができる。
【0019】
第8の発明は、第1の発明乃至第7の発明のいずかの構成において、前記平均位置算出手段は、前記参照位置が前記静止条件を満たさない状態が連続しない限り、前記静止条件を満たす前記参照位置を使用して前記平均化を行う構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【0020】
第8の発明の構成によれば、1つの前記参照位置が大きな誤差を有して、前記測位装置が、誤って前記静止条件を満たさないと判断した場合であっても、それ以前に算出された前記参照位置を前記平均化に使用することができるから、前記平均位置の精度を向上させることができる。
【0021】
前記目的は、第9の発明によれば、測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて測位を行い、参照位置を保持する位置保持手段を有する測位装置が、前記参照位置が静止条件を満たすか否かを判断する静止条件判断ステップと、前記測位装置が、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出する平均位置算出ステップと、前記測位装置が、前記平均位置を出力する位置出力ステップと、前記測位装置が、前記平均位置を前記参照位置として前記位置保持手段に格納する位置格納ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御方法によって達成される。
【0022】
第9の発明の構成によれば、第1の発明の構成と同様に、信頼性を有し、かつ、精度の高い位置を出力することができる。
【0023】
前記目的は、第10の発明によれば、コンピュータに、測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて測位を行い、参照位置を保持する位置保持手段を有する測位装置が、前記参照位置が静止条件を満たすか否かを判断する静止条件判断ステップと、前記測位装置が、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出する平均位置算出ステップと、前記測位装置が、前記平均位置を出力する位置出力ステップと、前記測位装置が、前記平均位置を前記参照位置として前記位置保持手段に格納する位置格納ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムによって達成される。
【0024】
前記目的は、第11の発明によれば、コンピュータに、測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて測位を行い、参照位置を保持する位置保持手段を有する測位装置が、前記参照位置が静止条件を満たすか否かを判断する静止条件判断ステップと、前記測位装置が、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出する平均位置算出ステップと、前記測位装置が、前記平均位置を出力する位置出力ステップと、前記測位装置が、前記平均位置を前記参照位置として前記位置保持手段に格納する位置格納ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【0026】
図1は、本発明の実施の形態に係る端末20等を示す概略図である。
図1に示すように、端末20は、使用者Aに保持されている。端末20は、測位衛星である例えば、GPS衛星12a,12b,12c,12d,12e,12f,12g及び12hからの信号である信号G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7及びG8を受信することができる。この信号G1等は、衛星信号の一例である。そして、端末20は、測位装置の一例である。
【0027】
使用者Aは、山道MR上において静止し、例えば、遭難したので救助を待っているところである。そして、端末20も静止している。端末20の真の位置は、位置r1である。端末20は、端末20が実際に静止している状態において、真の位置r1にできるだけ近い位置を出力することによって、使用者Aの救助の確実性を増すことができる。
しかし、GPS衛星12a等はその衛星軌道上を移動し、信号G1等の受信状態は時々刻々と変動するから、測位位置も時々刻々と変動する。例えば、時間経過に従って、測位位置P0,P1,P2,P3,P4というように、変動する。
端末20は、以下に説明するように、静止状態の場合には、測位位置P0等が変動したとしても、信頼性を有し、かつ、精度の高い位置を出力することができるようになっている。
【0028】
端末20は、例えば、測位演算を実施し、取得した位置情報を地図情報とともに表示することができる携帯式のカーナビゲーション装置である。
なお、端末20は例えば、携帯電話機であるが、その他に、カーナビゲーション装置、PHS(Personal Handy−phone System)、PDA(Personal Digital Assistance)等であってもよく、また、これらに限らない。
なお、本実施の形態とは異なり、GPS衛星12a等は8個に限らず例えば、3個以上7個以下でもよいし、9個以上でもよい。
【0029】
(端末20の主なハードウエア構成について)
図2は端末20の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図2に示すように、端末20は、コンピュータを有しており、コンピュータは、バス22を有する。
このバス22には、CPU(Central Processing Unit)24、記憶装置26、外部記憶装置28等が接続されている。記憶装置26は例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等である。外部記憶装置28は例えば、HDD(Hard Disk Drive)等である。
【0030】
また、このバス22には、各種情報等を入力するための入力装置30、GPS衛星12a等から信号G1等を受信するためのGPS装置32、通信装置34、各種情報を表示するための表示装置36、時計38、電源装置40が接続されている。
【0031】
(端末20の主なソフトウエア構成について)
図3は、端末20の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図3に示すように、端末20は、各部を制御する制御部100、図2の端末GPS装置32に対応するGPS部102、時計38に対応する計時部104等を有する。
端末20は、また、各種プログラムを格納する第1記憶部110、各種情報を格納する第2記憶部150を有する。
【0032】
図3に示すように、端末20は、第2記憶部150に、Buffを有している。Buffは、第2記憶部150内に確保された記憶領域である。
【0033】
図4は、Buffの一例を示す図である。
図4に示すように、Buffには、位置P(n−1)乃至P(n−10)が保持されている。位置P(n−1)等を総称して、位置Pとも呼ぶ。
位置P(n−1)等は、過去の測位(後述の単発測位又は連発測位)においてBuffに格納された位置である。
また、Buffには、各位置P(n−1)等に対応して、それらの算出時刻t(n−1)等が保持されている。
また、Buffには、各位置P(n−1)等に対応して、それらを算出したときの端末20の移動速度v(n−1)等が保持されている。
位置P(n−1)等は、参照位置の一例である。Buffは、位置保持手段の一例である。
【0034】
図3に示すように、端末20は、第2記憶部150に、衛星軌道情報152を格納している。衛星軌道情報152は、アルマナック152a及びエフェメリス152bを含む。
アルマナック152aは、すべてのGPS衛星12a等(図1参照)の概略の軌道を示す情報である。アルマナック152aは、いずれのGPS衛星12a等の信号G1等からも、デコードして取得することができる。
エフェメリス152bは、各GPS衛星12a等(図1参照)の精密な軌道を示す情報である。例えば、GPS衛星12aのエフェメリス152bを取得するためには、GPS衛星12aからの信号G1を受信し、デコードして取得する必要がある。
端末20は、衛星軌道情報152を、測位のために使用する。
【0035】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、衛星信号受信プログラム112を格納している。衛星信号受信プログラム112は、制御部100が、GPS衛星12a等から、信号G1等を受信するためのプログラムである。
具体的には、制御部100は、アルマナック152aを参照して、現在時刻において観測可能なGPS衛星12a等を判断し、観測可能なGPS衛星12a等からの信号G1等を受信する。このとき、基準となる自己位置は、例えば、Buffに保持されている前回の位置P(n−1)を使用する。
【0036】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、測位プログラム114を格納している。測位プログラム114は、制御部100が、GPS部102によって受信した信号G1等に基づいて、現在の測位位置Pg(n)を算出するためのプログラムである。測位位置Pg(n)は、現在の測位位置の一例である。
具体的には、制御部100は、例えば、3個以上のGPS衛星12a等から信号G1等を受信し、信号G1等が各GPS衛星12a等から発信された時刻と端末20に到達した時刻との差である遅延時間によって、各GPS衛星12a等と端末20との間の距離である擬似距離を求める。そして、各GPS衛星12a等のエフェメリス152bを使用して算出される各GPS衛星12a等の衛星軌道上の位置と、上述の擬似距離を使用して、現在位置の測位演算を行う。
制御部100は、現在の測位位置Pg(n)を示す測位位置情報154を第2記憶部150に格納する。なお、各時刻の測位位置Pg(n)等を総称して測位位置Pgとも呼ぶ。
【0037】
図5は、測位プロラム114に基づいて行われる測位の種類を示す図である。
測位の種類として、図5(a)に示す単発測位と図5(b)に示す連発測位がある。
図5(a)に示すように、単発測位は、測位位置Pgのばらつきが、予め規定した収束範囲内に収まった時点、又は、安定位置Pstを算出した時点のいずれかの時点で測位を終了する測位モードである。ここで、予め規定した収束範囲とは、例えば、2個以上の測位位置Pg(n)のばらつきが、100メートル(m)以内である範囲である。そして、安定位置Pstとは、端末20が、最初に算出した平均位置Pavである。平均位置Pavについては、後述する。なお、端末20は、単発測位の実施中においても、平均位置Pavを算出する。例えば、単発測位が、1秒(s)ごとに15回の測位を行うように規定されている場合には、後述の静止条件Bを満たす場合には、第1回の測位から平均位置Pavが算出される。
これに対して、図5(b)に示すように、連発測位は、測位位置Pgのばらつきが、予め規定した収束範囲内に収まった時点の後、又は、安定位置Pstを算出した後、予め規定した一定時間又は一定回数の測位を行った後に測位を終了する測位モードである。
上述のように、単発測位も連発測位も、複数の測位から構成されている。そして、複数の測位は予め規定された規定時間において行われるから、単発測位も連発測位も複数の測位から構成される測位時間において行われる。
なお、本実施の形態とは異なり、測位の種類として、測位位置Pgのばらつきが、予め規定した収束範囲内に収まった時点、又は、安定位置Pstを算出した後も、ユーザによって測位終了の命令が入力されるまで測位を継続する連続測位を加えてもよい。
【0038】
制御部100は、また、測位プログラム114に基づいて、測位位置Pg(n)を算出した時刻である測位時刻t(n)を算出する。この測位時刻t(n)は、測位の過程において、算出されるGPS時刻である。
制御部100は、測位時刻t(n)を示す測位時刻情報156を第2記憶部150に格納する。なお、測位時刻t(n)を現在時刻t(n)とも呼ぶ。
【0039】
測位プログラム114はまた、制御部100が、信号G1等に基づいて、端末20の移動速度を算出するためのプログラムでもある。
具体的には、制御部100は、複数のGPS衛星12a等からの信号G1等のドップラー偏移等に基づいて、各GPS衛星12a等と端末20の相対速度を算出し、端末20の移動速度である移動速度v(n)を算出する(例えば、特開平8−68651の段落〔0016〕乃至〔0018〕参照)。
制御部100は、移動速度v(n)を示す移動速度情報158を第2記憶部150に格納する。なお、移動速度v(n)を現在速度v(n)とも呼ぶ。
【0040】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、経過時間評価プログラム116を格納している。
【0041】
図6は、経過時間評価プログラム116の説明図である。
図6に示すように、経過時間評価プログラム116は、制御部100が、Buff中の各時刻t(n−1)等から現在時刻t(n)までの経過時間が、時間閾値α以下否かを判断するためのプログラムである。時間閾値αは予め規定されており、例えば、180秒(s)である。180秒(s)以下の時間範囲は、時間許容範囲の一例である。
【0042】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、速度評価プログラム118を格納している。
【0043】
図7は、速度評価プログラム118の説明図である。
図7に示すように、速度評価プログラム118は、制御部100が、現在速度v(n)及びBuff中の各速度v(n−1)等が、速度閾値β以下か否かを判断するためのプログラムである。速度閾値βは予め規定されており、例えば、毎秒0.5メートル(m/s)である。毎秒0.5メートル(m/s)の速度範囲は、速度許容範囲の一例である。
【0044】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、距離評価プログラム120を格納している
【0045】
図8は、距離評価プログラム120の説明図である。
図8に示すように、距離評価プログラム120は、制御部100が、Buff中の各位置P(n−1)等と現在位置Pg(n)までの距離が、距離閾値γ以下か否かを判断するためのプログラムである。距離閾値γは予め規定されており、例えば、15メートル(m)である。15メートル(m)以下の距離範囲は、距離許容範囲の一例である。
【0046】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、累積距離評価プログラム122を格納している。累積距離評価プログラム122は、制御部100が、各位置P(n−1)等から現在の測位位置Pg(n)までの道のりの距離である累積距離が、予め規定した累積距離閾値γs以下であるか否かを判断するためのプログラムである。
【0047】
図9は、累積距離評価プログラム122の説明図である。
例えば、図9(a)に示すように、端末20の真の位置は、位置P(n−5)から位置P(n−4)へ移動し、位置P(n−4)から位置P(n−3)へ移動し、位置P(n−3)から位置P(n−2)へ移動し、位置P(n−2)から位置P(n−1)へ移動し、位置P(n−1)から測位位置Pg(n)へ移動していると仮定する。
このように端末20が円状に移動して、測位位置Pg(n)がその円の中心の座標を示す場合等には、測位位置Pg(n)と、各位置P(n−5)乃至P(n−1)との距離は、距離閾値γ以下になり得る。
このため、測位位置Pg(n)と、各位置P(n−5)乃至P(n−1)との距離が距離閾値γ以下であるというだけでは、端末20が移動しているか否かを正確に判断することができない。
【0048】
これに対して、図9(b)に示すように、制御部100は、累積距離評価プログラム122に基づいて、例えば、位置P(n−1)との距離a1が累積距離閾値γs以下であるか否かを判断する。続いて、制御部100は、位置P(n−2)からの累積距離a1+a2が累積距離閾値γs以下であるか否かを判断する。続いて、制御部100は、位置P(n−3)からの累積距離a1+a2+a3が累積距離閾値γs以下であるか否かを判断する。
このように、制御部100は、各位置P(n−1)等から現在の測位位置Pg(n)までの道のりの距離(累積距離)を算出し、累積距離が累積距離閾値γs以下であるか否かを判断する。累積距離閾値γsは予め規定されており、例えば、20メートル(m)である。累積距離閾値γs以下の範囲は、累積距離許容範囲の一例である。
【0049】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、静止状態判断プログラム124を格納している。静止状態判断プログラム124は、制御部100が、Buff中の各位置P(n−1)等が静止条件Bを満たしているか否かを判断するためのプログラムである。静止状態判断プログラム124と制御部100は、静止条件判断手段の一例である。
【0050】
図10は、静止状態判断プログラム124の説明図である。
図10に示すように、静止条件Bは、条件1、条件2、条件3及び条件4のすべてを満たす状態である。静止条件Bは、静止条件の一例である。
条件1は、現在速度v(n)及びBuff内の各速度v(n−1)等の双方が、速度閾値β以下であることである。条件2を満たすためには、例えば、現在速度v(n)と速度v(n−1)との関係においては、現在速度v(n)と速度v(n−1)の双方が速度閾値β以下である必要がある。
条件2は、経過時間が時間閾値α以下であることである。
条件3は、現在の測位位置Pg(n)と各位置P(n−1)等の距離が距離閾値γ以下であることである。
条件4は、累積距離が、累積距離閾値γs以下であることである。
【0051】
制御部100は、静止状態判断プログラム124に基づいて、Buff中の位置Pについて、新しい順に、静止条件Bを満たすか否かを判断する。
具体的には、制御部100は、まず、現在の移動速度v(n)が速度閾値β以下否かを判断する。なお、制御部100は、現在の移動速度v(n)が速度閾値β以下ではないと判断した場合には、各位置P(n−1)について静止条件Bを満たすか否かを判断することなく、静止条件Bの判断を停止する。
制御部100は、現在の移動速度v(n)が速度閾値β以下であると判断すると、現在の測位位置Pg(n)との関係で、各位置P(n−1)が、静止条件Bを満たすか否かを判断する。続いて、現在の測位位置Pg(n)と位置P(n−2)について、静止条件Bを満たすか否かを判断する。このように、制御部100は、新しい順に位置P(n−1)等について、静止条件Bを満たすか否かを判断し、位置P(n−1)等が静止条件Bを満たさないと判断した時点で、静止条件Bの判断を停止する。
【0052】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、平均位置算出プログラム126を格納している。平均位置算出プログラム126は、制御部100が、静止条件Bを満たす位置P(n−1)等と、測位によって算出した現在の測位位置Pg(n)を平均化して、平均位置Pavを算出するためのプログラムである。平均位置Pavは、平均位置の一例である。平均位置算出プログラム126と制御部100は、平均位置算出手段の一例である。
【0053】
図11は、平均位置算出プログラム126の説明図である。
図11に示すように、例えば、静止条件Bを満たす位置Pが、位置P(n−1),P(n−2),P(n−3),P(n−4)及びP(n−5)である場合には、位置P(n−1)乃至位置P(n−5)及び測位位置Pg(n)の平均の位置を算出する。
このように、制御部100は、静止条件Bを満たすすべての位置Pと測位位置Pg(n)の平均の位置を算出する。例えば、Buff内のすべての位置Pが、静止条件Bを満たす場合には、測位位置Pg(n)とあわせて、11個の位置について平均化処理が行われる。
制御部100は、平均位置Pavを示す平均位置情報160を第2記憶部150に格納する。
【0054】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に、位置出力プログラム128を格納している。位置出力プログラム128は、制御部100が、平均位置Pav又は測位位置Pg(n)のいずれかを出力するためのプログラムである。位置出力プログラム128と制御部100は、位置出力手段の一例である。
具体的には、制御部100は、上述の静止条件Bを満たす位置Pがある場合には平均位置Pavを表示装置36(図2参照)に表示する。
これに対して、制御部100は、上述の静止条件Bを満たす位置Pがない場合には測位位置Pg(n)を表示装置36に表示する。
【0055】
図3に示すように、端末20は、第1記憶部110に位置格納プログラム130を格納している。位置格納プログラム130は、制御部100が、平均位置Pav又は測位位置Pg(n)を、Buffに格納するためのプログラムである。位置格納プログラム130と制御部100は、位置格納手段の一例である。
制御部100は、平均位置Pavを表示装置36に表示した場合には、平均位置Pavを新たな位置P(n−1)として、Buffに格納する。
これに対して、制御部100は、位置Pg(n)を表示装置36に表示した場合には、位置Pg(n)を新たな位置P(n−1)として、Buffに格納する。
【0056】
端末20は上述のように構成されている。
上述のように、端末20は、静止条件Bを満たす位置P(n−1)等と、測位によって算出した現在の測位位置Pg(n)を平均化して平均位置Pavを算出することができる。すなわち、端末20は、前回の測位位置と前回の速度ベクトル及び経過時間から推定した予想位置と、今回の測位位置Pg(n)との平均化(補正)をするのではない。端末20は、静止条件Bを満たす位置P(n−1)等と、測位によって算出した現在の測位位置Pg(n)を平均化して平均位置Pavを算出するのである。このため、現在の測位位置Pg(n)を補正するために、前回の速度ベクトルの精度の影響を受けない。
また、端末20が静止している場合には、測位位置Pg(n)は継続的に真の位置の近傍の座標によって示される。そして、平均位置Pavは、平均化によってばらつきが低減されているから、一層真の位置の近傍に位置する。これに対して、予想位置の近傍に真の位置が存在するとは限らない。
すなわち、静止条件Bを満たす位置Pは、信頼性が高い。しかも、生成条件Bを満たす位置Pは、複数存在し得る。
このため、位置P(n−1)等と現在の測位位置Pg(n)を平均化して平均位置Pavを出力することによって、予想位置と現在の測位位置Pg(n)を平均した位置を出力する場合よりも、出力位置がはるかに真の位置と近くなる。
これにより、信頼性を有し、かつ、精度の高い位置を出力することができる。
【0057】
また、静止条件Bは、移動速度、経過時間及び距離という複数の基準を使用して端末20の静止状態を判断するから、精度よく静止状態か否かを判断することができる。
さらに、静止条件Bは累積距離が累積距離閾値γs以下であるという条件を含むから、端末20は、例えば、近距離において円状に移動していて距離によっては端末20の静止状態を判断することができない場合においても、累積距離に基づいて静止状態を判断することができる。
【0058】
以上が本実施の形態に係る端末20の構成であるが、以下、その動作例を主に図13を使用して説明する。
図13は本実施の形態に係る端末20の動作例を示す概略フローチャートである。
図13においては、端末20が、単発測位(図5(a)参照)を行うと仮定して、以下の説明をする。
【0059】
まず、端末20は、測位を行う(図13のステップST1)。
続いて、端末20は、Buff内の各位置P(n−1)等について、静止条件Bを満たすか否かの判断を行う(ステップST2)。このステップST2は、静止条件判断ステップの一例である。
【0060】
続いて、端末20は、静止条件Bを満たす位置P(n−1)等があるか否かを判断する(ステップST3)。
端末20は、上述のステップST3において、静止条件Bを満たす位置P(n−1)等があると判断した場合には、静止条件Bを満たすすべての位置P(n−1)等と測位位置Pg(n)を平均化処理して、平均位置Pavを算出する(ステップST4)。このステップST4は、平均位置算出手段の一例である。
【0061】
続いて、端末20は、平均位置Pavを出力する(ステップST5)。このステップST5は、位置出力ステップの一例である。
続いて、端末20は、単発測位における最終の平均位置Pavを位置P(n−1)としてBuffに格納する(ステップST6)。このステップST6は、位置格納ステップの一例である。
【0062】
上述のステップST3において、端末20が、静止条件Bを満たす位置P(n−1)等がないと判断した場合には、現在の測位位置Pg(n)を出力する(ステップST5A)。
そして、端末20は、単発測位における最終の測位において、平均位置Pavを算出しなかった場合には、最終の測位位置Pg(n)をBuffに格納する(ステップST6A)。
【0063】
上述のステップによって、静止時において、信頼性を有し、かつ、精度の高い位置を出力することができる。
また、端末20が、静止していない場合には、測位位置Pg(n)を出力するから、移動状態に応じた位置を出力することができる。
【0064】
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態における端末20A(図1参照)の構成は、上記第1の実施の形態の端末20と多くの構成が共通するため共通する部分は同一の符号等とし、説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。
【0065】
図14は、端末20Aの速度閾値β、距離閾値γ等を示す図である。
図14に示すように、端末20Aにおいては、強電界においては速度閾値βは毎秒0.5メートル(m/s)と規定されている。そして、中電界においては速度閾値βは毎秒0.75メートル(m/s)と規定されている。そして、弱電界においては速度閾値βは毎秒2メートル(m/s)と規定されている。
強電界は、例えば、マイナス(−)135dBm以上の信号強度である。
中電界は、例えば、マイナス(−)150dBm以上マイナス(−)135dBm未満の信号強度である。
弱電界は、例えば、マイナス(−)150dBm未満の信号強度である。
【0066】
また、端末20Aにおいては、強電界においては距離閾値γは15メートル(m)と規定されている。そして、中電界においては距離閾値γは30メートル(m)と規定されている。そして、弱電界においては距離閾値γは100メートル(m)と規定されている。
【0067】
上述のように、速度閾値β及び距離閾値は、受信環境に応じて規定されている。
このため、端末20Aは、受信環境に応じて、適切に静止状態を判断することができる。
なお、時間閾値αと累積距離閾値γsは、固定値である。
【0068】
図15は、位置格納プログラム130A(図3参照)の説明図である。
図15に示すように、制御部100は、位置格納プログラム130Aに基づいて、Buff内の位置Pが規定数である5個に達するまでは、Buffに測位位置Pgを格納する構成となっている。この5個という規定数は、予め規定されている。
具体的には、制御部100は、図15(a)乃至(e)に示すように、Buff内の位置Pが5個に達するまでは、測位位置PgをBuffに格納する。
これに対して、図15(f)乃至(j)に示すように、Buff内の位置Pが5個に達した後は、平均位置Pavを算出した場合には、平均位置PavをBuffに格納する。
【0069】
図16は、本実施の形態との比較例を示す図である。
図16(a)に示すように、最初の測位位置Pgを最初の位置P(0)としてBuffに入れ、次に、真の位置に近い位置を測位して測位位置Pg(1)を算出したとする。この場合、P(0)とPg(1)の平均位置はPav(1)となる。
続いて、図16(b)に示すように、Pav(1)をP(1)としてBuffに入れ、次に、真の位置に近い位置を測位して測位位置Pg(2)を算出したとする。この場合、P(0)とP(1)及びPg(2)の平均位置はPav(2)となる。
このように、Buffに位置Pを格納する初期段階において、平均位置PavをBuffに格納すると、最初の位置P(0)の影響を大きく受け、平均位置Pavが真の位置に迅速に近づかない場合がある。
【0070】
図17は、本実施の形態におけるBuffへの位置格納法の一例を示す図である。
図17(a)に示すように、測位位置Pgを最初の位置P(0)としてBuffに入れ、次に、真の位置に近い位置を測位して測位位置Pg(1)を算出したとする。この場合、P(0)とPg(1)の平均位置はPav(1)となる。
そして、図17(b)に示すように、Pg(1)をP(1)としてBuffに入れ、次に、真の位置に近い位置を測位して測位位置Pg(2)を算出したとする。この場合、P(0)とP(1)及びPg(2)の平均位置はPav(2A)となる。Pav(2A)は、比較例の平均位置Pav(2)よりも、真の位置に近い。
このように、Buffに位置Pを格納する初期段階において、平均位置PavをBuffに格納するのではなくて、測位位置PgをBuffに格納することによって、最初の位置P(0)の影響を低減し、平均位置Pavをより迅速に真の位置に近づけることができる。
【0071】
上述のように、端末20Aは、Buffに最初に格納される位置Pが真の位置と大きく乖離していたとしても、その影響を迅速に低減することができる。
【0072】
(第3の実施の形態)
次に、第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態における端末20B(図1参照)の構成は、上記第1の実施の形態の端末20と多くの構成が共通するため共通する部分は同一の符号等とし、説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。
【0073】
図18は、端末20Bが第1記憶部110に格納している位置格納プログラム130B(図3参照)の説明図である。
位置格納プログラム130Bは、連発測位(図5(b)参照)において機能する。
図18(a)に示すように、Buffに位置Pが10個保持されていると仮定する。この状態で、端末20Bが連発測位を開始すると、制御部100は位置格納プログラム130Bに基づいて、測位時間内において最初に算出された平均位置Pav(安定位置Pst)をBuffに格納する。
続いて、連発測位の終了時において、制御部100は、最後に算出した平均位置Pavによって安定位置Pstを更新する。
なお、最後に平均位置Pavを算出及び出力せず、測位位置Pgを出力した場合には、その最後の測位位置Pgによって安定位置Pstを更新する。
なお、連発測位の途中においては、測位位置Pgのばらつきが、予め規定した収束範囲内に収まった時点が存在し得るが、端末20Bはその時点の測位位置PgをBuffに格納することはなく、あくまでも、安定位置PstをBuffに格納する。これは、測位位置Pgのばらつきが、予め規定した収束範囲内に収まったとしても、その時点の測位位置Pgは、測位誤差によって、真の位置と大きく乖離する状態(いわゆる、「位置飛び」)の可能性があり、このような位置をBuffに格納すると、以後の平均化に悪影響を与える可能性があるからである。
【0074】
上述のように、端末20Bは、Buffに安定位置Pstを格納するから、早期に新しい位置PをBuffに格納することができる。これにより、連発測位の終了時間を待つことなく、早期に新しい位置をBuffに格納することができる。これにより、後続の平均位置Pavも、早期に新しい位置を反映することができる。
また、端末20Bは、最後に算出した平均位置Pavによって、安定位置Pstを更新する構成となっているから、測位時間の完了時には、精度の高い位置をBuffに格納することができる。
【0075】
図19は、端末20Bの速度閾値β、距離閾値γ等を示す図である。
図19に示すように、端末20Bにおいては、安定位置Pstの算出後は、強電界においては速度閾値βは毎秒0.5メートル(m/s)が毎秒0.3メートル(m/s)に変更される。そして、中電界においては速度閾値βは毎秒0.75メートル(m/s)が毎秒0.6メートル(m/s)に変更される。そして、弱電界においては速度閾値βは毎秒2メートル(m/s)から毎秒1.2メートル(m/s)に変更される。
【0076】
また、端末20Bにおいては、安定位置Pstの算出後は、強電界においては距離閾値γは15メートル(m)から10メートル(m)に変更される。そして、中電界においては距離閾値γは30メートル(m)から20メートル(m)に変更される。そして、弱電界においては距離閾値γは100メートル(m)から70メートル(m)に変更される。
【0077】
上述のように、安定位置Pstの算出後は、速度閾値β、距離閾値γが小さくなるようになっている。言い換えると、安定位置の算出後は、静止条件が厳しくなるように構成されている。
【0078】
平均位置Pavを一度算出してBuffに保持すれば、静止条件Bを判断するための基準となるBuff内の位置は、最新の位置を反映したものになる。
このため、端末20Bは、最新の位置を反映したうえで、静止条件Bを厳しくすることによって、より正確に静止状態を判断することができる。
【0079】
図20は、端末20Bが、第1記憶部110に格納している静止状態判断プログラム124Bの説明図である。
図20(a)及び20(b)に示すように、制御部100は、静止状態判断プログラム124Bに基づいて、現在の速度v(n)が速度閾値β以下である場合に、Buff内の新しい位置Pから順に、静止条件Bを満たすか否かを判断する。
具体的には、Buff(1)内の位置P(n−1)について最初に静止条件Bを満たすか否かの判断を行い、次に、Buff(2)内の位置P(n−2)について最初に静止条件Bを満たすか否かの判断を行うというように、新しい位置Pから順に静止条件Bを満たすか否かについての判断を行うようになっている。
【0080】
図20(a)に示すように、制御部100は静止状態判断プログラム124Bに基づいて、Buff(3)の位置P(nー3)が静止条件Bを満たさない場合であっても、Buff(4)内の位置P(n−4)等について、静止条件Bを満たすか否かの判断を継続する。
そして、図20(a)の例では、静止条件Bを満たさないBuff(3)内の位置P(n−3)以外のすべての位置Pを平均位置Pavの算出に使用するようになっている。
【0081】
これに対して、図20(b)に示すように、制御部100は静止状態判断プログラム124Bに基づいて、Buff(3)の位置P(n−3)が静止条件Bを満たさず、かつ、連続するBuff(4)の位置P(n−4)が静止条件Bを満たさない場合には、静止条件Bを満たすか否かの判断を停止する。
そして、Buff(3)、Buff(4)、Buff(5)等に保持されるの位置Pは、平均位置Pavの算出に使用せず、静止条件Bを満たすBuff(1)及びBuff(2)に保持される位置Pのみを平均位置Pavの算出に使用する。
【0082】
上述のように、制御部100は、Buff内の位置Pが静止条件Bを満たさない状態が連続しない限り、静止条件Bを満たす位置Pを使用して平均化を行う構成となっている。
このため、例えば、1つの位置(図20(a)のBuff(3)の位置P)が大きな誤差を有しており、静止条件Bを満たさないと誤った判断をした場合であっても、それ以前に算出された位置Pを平均化に使用することができるから、平均処理に使用することができる位置Pの数を十分に確保することができ、平均位置Pavの精度を向上させることができる。
【0083】
(プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等について)
コンピュータに上述の動作例の静止条件判断ステップと、平均位置算出ステップと、位置出力ステップと、位置格納ステップ等を実行させるための測位装置の制御プログラムとすることができる。
また、このような測位装置の制御プログラム等を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等とすることもできる。
【0084】
これら測位装置の制御プログラム等をコンピュータにインストールし、コンピュータによって実行可能な状態とするために用いられるプログラム格納媒体は、例えばフロッピー(登録商標)のようなフレキシブルディスク、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Compact Disc−Recordable)、CD−RW(Compact Disc−Rewritable)、DVD(Digital Versatile Disc)などのパッケージメディアのみならず、プログラムが一時的若しくは永続的に格納される半導体メモリ、磁気ディスクあるいは光磁気ディスクなどで実現することができる。
【0085】
本発明は、上述の各実施の形態に限定されない。さらに、上述の各実施の形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0086】
【図1】本発明の実施の形態に係る端末等を示す概略図である。
【図2】端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図3】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図4】Buffの一例を示す図である。
【図5】測位プログラムの説明図である。
【図6】経過時間評価プログラムの説明図である。
【図7】速度評価プログラムの説明図である。
【図8】距離評価プログラムの説明図である。
【図9】累積距離評価プログラムの説明図である。
【図10】静止状態判断プログラムの説明図である。
【図11】平均位置算出プログラムの説明図である。
【図12】位置格納プログラムの説明図である。
【図13】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【図14】速度閾値等の一例を示す図である。
【図15】位置格納プログラムの説明図である。
【図16】比較例を示す図である。
【図17】本実施のBuffへの位置格納法の一例を示す図である。
【図18】位置格納プログラムの説明図である。
【図19】速度閾値等の一例を示す図である。
【図20】静止状態判断プログラムの説明図である。
【符号の説明】
【0087】
12a,12b,12c,12d,12e,12f,12g,12h・・・GPS衛星、20・・・端末、112・・衛星信号受信プログラム、114・・・測位プログラム、116・・・経過時間評価プログラム、118・・・速度評価プログラム、120・・・距離評価プログラム、122・・・累積距離評価プログラム、124,124B・・・静止状態判断プログラム、126・・・平均位置算出プログラム、128・・・位置出力プログラム、130,130A,130B・・・位置格納プログラム
【特許請求の範囲】
【請求項1】
測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて、測位を行う測位装置であって、
参照位置を保持する位置保持手段と、
前記参照位置が静止条件を満たすか否かを判断する静止条件判断手段と、
前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出する平均位置算出手段と、
前記平均位置を出力する位置出力手段と、
前記平均位置を前記参照位置として前記位置保持手段に格納する位置格納手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項2】
前記静止条件は、
各前記参照位置を算出したときの時刻から現在時刻までの経過時間が予め規定した時間許容範囲内であるという条件と、
各前記参照位置を算出したときの前記測位装置の移動速度及び現在の前記測位装置の移動速度が共に予め規定した速度許容範囲内であるという条件と、
各前記参照位置と現在の前記測位位置との距離が予め規定した距離許容範囲内であるという条件と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の測位装置。
【請求項3】
前記静止条件は、
各前記参照位置から現在の前記測位位置までの道のりの距離である累積距離が予め規定した累積距離許容範囲内であるという条件を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の測位装置。
【請求項4】
前記静止条件は、前記衛星信号の受信環境に応じて規定されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の測位装置。
【請求項5】
前記位置格納手段は、
予め規定した規定数に達するまでは前記位置保持手段に前記測位位置を格納する構成となっていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の測位装置。
【請求項6】
前記位置格納手段は、複数の測位から構成される測位時間において、最初に算出した前記平均位置を前記位置保持手段に格納し、
前記測位時間において最後に算出した前記平均位置によって、前記位置保持手段に保持されている最初に算出した前記平均位置を更新する構成となっていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の測位装置。
【請求項7】
最初の前記平均位置の算出後は、前記静止条件を厳しくするように構成されていることを特徴とする請求項6に記載の測位装置。
【請求項8】
前記平均位置算出手段は、前記参照位置が前記静止条件を満たさない状態が連続しない限り、前記静止条件を満たす前記参照位置を使用して前記平均化を行う構成となっていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の測位装置。
【請求項9】
測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて測位を行い、参照位置を保持する位置保持手段を有する測位装置が、前記参照位置が静止条件を満たすか否かを判断する静止条件判断ステップと、
前記測位装置が、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出する平均位置算出ステップと、
前記測位装置が、前記平均位置を出力する位置出力ステップと、
前記測位装置が、前記平均位置を前記参照位置として前記位置保持手段に格納する位置格納ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
【請求項10】
コンピュータに、
測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて測位を行い、参照位置を保持する位置保持手段を有する測位装置が、前記参照位置が静止条件を満たすか否かを判断する静止条件判断ステップと、
前記測位装置が、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出する平均位置算出ステップと、
前記測位装置が、前記平均位置を出力する位置出力ステップと、
前記測位装置が、前記平均位置を前記参照位置として前記位置保持手段に格納する位置格納ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラム。
【請求項11】
コンピュータに、
測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて測位を行い、参照位置を保持する位置保持手段を有する測位装置が、前記参照位置が静止条件を満たすか否かを判断する静止条件判断ステップと、
前記測位装置が、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出する平均位置算出ステップと、
前記測位装置が、前記平均位置を出力する位置出力ステップと、
前記測位装置が、前記平均位置を前記参照位置として前記位置保持手段に格納する位置格納ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項1】
測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて、測位を行う測位装置であって、
参照位置を保持する位置保持手段と、
前記参照位置が静止条件を満たすか否かを判断する静止条件判断手段と、
前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出する平均位置算出手段と、
前記平均位置を出力する位置出力手段と、
前記平均位置を前記参照位置として前記位置保持手段に格納する位置格納手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項2】
前記静止条件は、
各前記参照位置を算出したときの時刻から現在時刻までの経過時間が予め規定した時間許容範囲内であるという条件と、
各前記参照位置を算出したときの前記測位装置の移動速度及び現在の前記測位装置の移動速度が共に予め規定した速度許容範囲内であるという条件と、
各前記参照位置と現在の前記測位位置との距離が予め規定した距離許容範囲内であるという条件と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の測位装置。
【請求項3】
前記静止条件は、
各前記参照位置から現在の前記測位位置までの道のりの距離である累積距離が予め規定した累積距離許容範囲内であるという条件を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の測位装置。
【請求項4】
前記静止条件は、前記衛星信号の受信環境に応じて規定されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の測位装置。
【請求項5】
前記位置格納手段は、
予め規定した規定数に達するまでは前記位置保持手段に前記測位位置を格納する構成となっていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の測位装置。
【請求項6】
前記位置格納手段は、複数の測位から構成される測位時間において、最初に算出した前記平均位置を前記位置保持手段に格納し、
前記測位時間において最後に算出した前記平均位置によって、前記位置保持手段に保持されている最初に算出した前記平均位置を更新する構成となっていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の測位装置。
【請求項7】
最初の前記平均位置の算出後は、前記静止条件を厳しくするように構成されていることを特徴とする請求項6に記載の測位装置。
【請求項8】
前記平均位置算出手段は、前記参照位置が前記静止条件を満たさない状態が連続しない限り、前記静止条件を満たす前記参照位置を使用して前記平均化を行う構成となっていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の測位装置。
【請求項9】
測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて測位を行い、参照位置を保持する位置保持手段を有する測位装置が、前記参照位置が静止条件を満たすか否かを判断する静止条件判断ステップと、
前記測位装置が、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出する平均位置算出ステップと、
前記測位装置が、前記平均位置を出力する位置出力ステップと、
前記測位装置が、前記平均位置を前記参照位置として前記位置保持手段に格納する位置格納ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
【請求項10】
コンピュータに、
測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて測位を行い、参照位置を保持する位置保持手段を有する測位装置が、前記参照位置が静止条件を満たすか否かを判断する静止条件判断ステップと、
前記測位装置が、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出する平均位置算出ステップと、
前記測位装置が、前記平均位置を出力する位置出力ステップと、
前記測位装置が、前記平均位置を前記参照位置として前記位置保持手段に格納する位置格納ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラム。
【請求項11】
コンピュータに、
測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて測位を行い、参照位置を保持する位置保持手段を有する測位装置が、前記参照位置が静止条件を満たすか否かを判断する静止条件判断ステップと、
前記測位装置が、前記静止条件を満たす前記参照位置と、測位によって算出した現在の測位位置を平均化して平均位置を算出する平均位置算出ステップと、
前記測位装置が、前記平均位置を出力する位置出力ステップと、
前記測位装置が、前記平均位置を前記参照位置として前記位置保持手段に格納する位置格納ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【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17】
【図18】
【図19】
【図20】
【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17】
【図18】
【図19】
【図20】
【公開番号】特開2007−316034(P2007−316034A)
【公開日】平成19年12月6日(2007.12.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−148834(P2006−148834)
【出願日】平成18年5月29日(2006.5.29)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年12月6日(2007.12.6)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年5月29日(2006.5.29)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】
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