現在位置算出装置および車両
【課題】現在位置算出装置の現在位置精度を向上させる。
【解決手段】ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄ自体の傾斜角度θａ〜θｄを算出し、道路に対する車両１０の傾斜角度αの影響を排除するように、加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正を行う。これにより、加速度センサ１１ｂで検出される加速度に基づいて、車両１０が走行する道路の傾斜角度θが正しく算出されて、車両１０の高さ位置が正しく算出されるようになる。したがって、車両の現在位置が正しく算出されるようになり、カーナビゲーション装置１の現在位置算出精度を向上できる。
【解決手段】ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄ自体の傾斜角度θａ〜θｄを算出し、道路に対する車両１０の傾斜角度αの影響を排除するように、加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正を行う。これにより、加速度センサ１１ｂで検出される加速度に基づいて、車両１０が走行する道路の傾斜角度θが正しく算出されて、車両１０の高さ位置が正しく算出されるようになる。したがって、車両の現在位置が正しく算出されるようになり、カーナビゲーション装置１の現在位置算出精度を向上できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現在位置を算出する現在位置算出装置およびこの現在位置算出装置を搭載する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されて車両の現在位置を算出する現在位置算出装置としてカーナビゲーション装置が知られている。このカーナビゲーション装置では、検出した車両の前後方向の傾斜角度から道路の傾斜角度を算出して車両の現在位置を算出している（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７７２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のカーナビゲーション装置では、車両自体が道路に対して傾斜している場合には、道路の傾斜角度を正しく算出できない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１） 請求項１の発明による現在位置算出装置は、車両の走行距離に関する信号を受信する受信手段と、車両の左右方向の旋回角度を検出する旋回角度検出手段と、車両の前後方向の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段と、受信手段で受信した車両の走行距離に関する信号と、旋回角度検出手段で検出した車両の左右方向の旋回角度と、傾斜角度検出手段で検出した車両の前後方向の傾斜角度とに基づいて、車両の現在位置を算出する現在位置算出手段と、車両の車輪近傍に設けられた加速度センサから得られる信号に基づいて、傾斜角度検出手段で検出される車両の前後方向の傾斜角度を補正する傾斜角度補正手段を備えることを特徴とする。
（２） 請求項２の発明は、請求項１に記載の現在位置算出装置において、傾斜角度補正手段が車両の前後方向の傾斜角度を補正するために利用する加速度センサは、車輪のスリップ状態に応じて車輪のロックを抑制するように車輪の制動力を制御するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）で用いられる加速度センサであることを特徴とする。
（３） 請求項３の発明は、請求項２に記載の現在位置算出装置において、傾斜角度補正手段は、車両の各車輪の近傍にそれぞれ設けられた加速度センサから得られる信号の平均値により、傾斜角度検出手段で検出される車両の前後方向の傾斜角度を補正することを特徴とする。
（４） 請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の現在位置算出装置において、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ信号受信手段をさらに備え、現在位置算出手段は、受信手段で受信した車両の走行距離に関する信号と、旋回角度検出手段で検出した車両の左右方向の旋回角度と、傾斜角度検出手段で検出した車両の前後方向の傾斜角度とに基づいて自律航法によって車両の現在位置を算出し、および／または、ＧＰＳ信号受信手段で受信したＧＰＳ信号に基づいて車両の現在位置を算出し、傾斜角度補正手段は、現在位置算出手段がＧＰＳ信号に基づいて車両の現在位置を算出できない場合に車両の車輪近傍に設けられた加速度センサから得られる信号に基づいて、傾斜角度検出手段で検出される車両の前後方向の傾斜角度を補正することを特徴とする。
（５） 請求項５の発明による車両は、請求項１に記載の現在位置算出装置と、車輪近傍に設けられた加速度センサとを備えることを特徴とする。
（６） 請求項６の発明は、請求項５に記載の車両において、加速度センサは、車輪のスリップ状態に応じて車輪のロックを抑制するように車輪の制動力を制御するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）で用いられる加速度センサであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、現在位置算出装置の現在位置精度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１〜４を参照して、本発明による現在位置算出装置をカーナビゲーション装置に適用した一実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態のカーナビゲーション装置の全体構成を示す図であり、図２は、本実施の形態のカーナビゲーション装置が搭載された車両（車両１０）の構成を示す図である。なお、図２では、車両１０の構成について、本発明に関係する部分のみを示している。カーナビゲーション装置１は、車両位置周辺の道路地図を表示する機能、出発地から目的地までの推奨経路を演算する機能、演算された推奨経路に基づいて経路誘導を行う機能など、車両１０の走行に関する情報を提示する機能を兼ね備えている。カーナビゲーション装置１は、いわゆるナビゲーションあるいは道路案内などを行う装置である。
【０００８】
図１において、１１は車両の現在地を検出する現在地検出装置であり、たとえば車両１０の進行方位の変化量を検出するためのジャイロセンサ１１ａ、車両１０の前後方向の加速度を検出するための加速度センサ１１ｂ、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号を検出するＧＰＳセンサ１１ｃ、車速を検出する車速センサ１１ｄ等から成る。なお、車速センサ１１ｄは、車両１０に設けられたセンサである。
【０００９】
ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄは、車両１０のサスペンションのスプリングよりも車輪側となるサスペンションの構成部材など、車両１０の各車輪の近傍に設けられて、車両１０のアンチロックブレーキシステムの制御のために用いられる加速度センサである（図１，２）。すなわち、ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄは、いわゆるバネ下と呼ばれる部位（部材）に取り付けられている。ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄは、少なくとも車両１０の前後方向の加速度を検出する。なお、アンチロックブレーキシステムは、車輪のスリップ状態に応じて車輪のロックを抑制するように車輪の制動力を制御するシステムである。
【００１０】
１００は制御装置であり、ＣＰＵ１０１およびその周辺回路から成る。ＣＰＵ１０１およびその周辺回路は互いにバスで接続されている。周辺回路は、メモリ１０２、パラレルＩ／Ｏ１０３、Ａ／Ｄ変換器１０４ａ，１０４ｂ、シリアルＩ／Ｏ１０５、カウンタ１０６、グラフィックコントローラ１０７、画像メモリ１０８、地図記憶装置１０９、Ｉ／Ｆ１１２等から成る。１４は車室内の乗員が視認可能な位置に配設されて、地図や各種情報を表示する表示モニタである。１５は乗員が車両の目的地等の入力など、各種操作入力を行うためのスイッチである。スイッチ１５は、表示モニタ１４の画面上に設けられたタッチパネルスイッチや、カーソルの移動や画面のスクロールを指示するジョイスティックなどを含む。スイッチ１５は、リモコンスイッチであってもよく、表示画面周辺に設けられたスイッチであってもよい。
【００１１】
制御装置１００のメモリ１０２は、制御プログラムを格納するＲＯＭおよび作業エリアのＲＡＭ、および、各種設定値などを記憶する不揮発メモリを含むメモリである。ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２にアクセスして制御プログラムを実行し、各種の制御を行う。パラレルＩ／Ｏ１０３は、スイッチ１５を構成する個別のスイッチ等が接続されるパラレルＩ／Ｏポートである。Ａ／Ｄ変換器１０４ａ，１０４ｂは、それぞれジャイロセンサ１１ａおよび加速度センサ１１ｂのアナログ信号をＡ／Ｄ変換する変換器である。シリアルＩ／Ｏ１０５は、ＧＰＳセンサ１１ｃからのシリアル信号を受信するシリアルＩ／Ｏポートである。カウンタ１０６は、たとえば車軸の回転に伴って車速センサ１１ｄから出力されるパルス信号、すなわち、車両１０の走行距離に関する信号を受信してカウントするカウンタである。
【００１２】
グラフィックコントローラ１０７は、ＣＰＵ１０１から出力される表示データを、画像データとして画像メモリ（ビデオＲＡＭ）であるメモリ１０８に格納し、メモリ１０８に格納された画像データを表示モニタ１４に表示するための制御を行う。ＣＰＵ１０１から出力される表示データは、各種の文字データや道路地図などの各種の図形データなどから成る。制御装置１００は、表示モニタ１４の表示制御装置として機能する。
【００１３】
地図記憶装置１０９は、ナビゲーション処理に使用する道路地図データやＰＯＩ情報（Point of Interest 観光地や各種施設の情報）など各種の情報を格納する地図記憶装置であり、ハードディスク装置が用いられている。なお、地図記憶装置１０９は、ハードディスク装置以外にも、道路地図データが格納されたＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ、その他の記録媒体、および、その読み出し装置であってもよい。
【００１４】
Ｉ／Ｆ１１２は、車両１０に設けられているＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄを接続するためのインターフェースである。Ｉ／Ｆ１１２とＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄとは、たとえばＩＤＢ−１３９４高速車載ネットワークによって接続されている。
【００１５】
−−−データ構成−−−
道路地図データは、地図に関する情報であり、地図表示用データ、経路探索用データ、誘導データ（交差点名称・道路名称・方面名称・方向ガイド・施設情報など）などから成る。地図表示用データは道路や道路地図の背景を表示するためのデータである。経路探索用データは、道路形状とは直接関係しない分岐情報などから成るデータであり、主に推奨経路を演算（経路探索）する際に用いられる。誘導データは、交差点の名称などから成るデータであり、演算された推奨経路に基づき運転者等に推奨経路を誘導する際に用いられる。
【００１６】
このように構成されるカーナビゲーション装置１は、現在地検出装置１１により取得した情報および地図記憶装置１０９に格納されている道路地図データに基づき各種のナビゲーションを行う。たとえば、制御装置１００のＣＰＵ１０１は現在地検出装置１１により取得した情報に基づいて、車両１０の現在位置を算出し、現在位置近辺の道路地図および車両１０の現在位置を表示モニタ１４に表示する。また、ＣＰＵ１０１は、経路探索によって得られた経路（推奨経路）に沿ってドライバーを誘導するように各部を制御する。
【００１７】
本実施の形態のカーナビゲーション装置１では、制御装置１００のＣＰＵ１０１は、ＧＰＳセンサ１１ｃから出力される測位情報に基づいて、いわゆる衛星航法によって車両１０の現在位置を算出する。また、ＣＰＵ１０１は、ＧＰＳセンサ１１ｃでＧＰＳ信号を受信できない場合など、衛星航法によって車両１０の現在位置を算出できない場合には、いわゆる自律航法によって車両１０の現在位置を推定し、公知のマップマッチングの手法によって車両１０の現在位置を推定する。
【００１８】
なお、ＣＰＵ１０１は、自律航法によって車両１０の現在位置を算出する場合、ジャイロセンサ１１ａからの出力に基づいて車両１０の左右方向の旋回角度を算出し、加速度センサ１１ｂからの出力に基づいて車両１０の前後方向の傾斜角度を算出し、車速センサ１１ｄからの出力に基づいて車両１０の走行距離を算出する。そして、ＣＰＵ１０１は、算出した車両１０の旋回角度、前後方向の傾斜角度および走行距離に基づいて車両１０の現在位置を算出する。
【００１９】
車両１０の現在位置を算出する場合、たとえば車両１０が高架上の道路を走行しているのか、高架上の道路に近接した高架下の道路を走行しているのかを、ＣＰＵ１０１は、車両１０の高さ位置のデータを用いて判断する。衛星航法によって車両１０の現在位置を算出する場合には、ＣＰＵ１０１は、ＧＰＳセンサ１１ｃから出力される測位情報に含まれる高度に関する情報に基づいて車両１０の高さ位置を算出する。自律航法によって車両１０の現在位置を算出する場合、ＣＰＵ１０１は、次のようにして車両１０の上下方向への移動量を算出することで車両１０の高さ位置を算出する。
【００２０】
勾配のついた道路を車両１０が走行すると、車両１０は水平方向および垂直方向に移動する。たとえば図3（ａ）に示すように、車両１０が傾斜角度θで傾斜している道路を距離Ｌだけ走行すると、車両１０は水平方向にＬｃｏｓθだけ移動し、垂直方向（高さ方向）にＬｓｉｎθだけ移動する。したがって、道路の傾斜角度θと車両１０の走行距離Ｌとが分かれば、車両１０の高さ方向への移動量が算出できる。なお、傾斜角度θは図３（ｂ）に示すように加速度センサ１１ｂの出力ｇ・ｓｉｎθから、走行距離Ｌは車速センサ１１ｄの出力から求められる。
【００２１】
このようにして算出した車両１０の高さ方向への移動量をもとの車両１０の高さ位置に加算することで新たな車両１０の高さ位置（高度）を算出できる。算出された新たな車両１０の高さ位置の情報は、次回の車両の高さ位置算出の際に用いられるため、メモリ１０２に記憶される。すなわち、メモリ１０２に記憶された前回算出の車両１０の高さ位置に対して、上述したように算出した車両１０の高さ方向への移動量を加算することで、新たな車両１０の高さ位置を算出できる。なお、公知のマップマッチングの手法により車両１０が走行していると判断された道路について、地図記憶装置１０９に格納されている道路地図データから道路の高度の情報を読み込み、読み込んだ高度の情報に基づいて、上述のように算出した車両１０の高さ位置を適宜補正するようにしてもよい。
【００２２】
車両１０が道路に対して平行である場合には、加速度センサ１１ｂで検出される加速度に基づいて算出される車両１０の傾斜角度θｓは、道路の傾斜角度θと一致する。車両１０が停車しているか一定速度で走行していれば、図３（ｂ）に示すように、加速度センサ１１ｂで検出される車両１０の前後方向の加速度は、ｇを重力加速度とするとｇsinθとなる。なお、車両１０が加速または減速している場合には、車両１０の加速または減速による車両の前後方向の加速度も加速センサ１１ｂで検出されることになる。しかし、車両１０の加速または減速による車両の前後方向の加速度については、車速センサ１１ｄで検出される車速の時間微分値と等しいため、加速度センサ１１ｂで検出される車両１０の前後方向の加速度と、車速センサ１１ｄで検出される車速の時間微分値とによって、車両１０の傾斜によって検出される加速度のみを算出できる。このように、車両１０が道路に対して平行である場合には、車両１０の加減速の有無にかかわらず、加速度センサ１１ｂで検出される加速度に基づいて車両１０の水平面に対する傾斜角度θｓ、すなわち、道路の傾斜角度θを算出できる。
【００２３】
しかし、乗車人員や荷物の配置、車両１０の加減速によって車両１０のサスペンションストロークが変化すると、図３（ｃ）に示すように、車両１０が道路に対して平行でなくなってしまう。このように、車両１０が道路に対して平行でなくなってしまうと、加速度センサ１１ｂで検出される加速度に基づいて算出される車両１０の水平面に対する傾斜角度θｓは、道路の傾斜角度θと、道路に対する車両１０の傾斜角度αの和となってしまう。そのため、従来のカーナビゲーション装置のように、道路に対する車両１０の傾斜角度αを考慮しない場合には、道路の傾斜角度θが正しく算出されず、車両１０の高さ方向への移動量が正しく算出できない。したがって、従来のカーナビゲーション装置では、車両１０の高さ位置が誤って算出されてしまうため、実際に車両１０が走行している道路とは別の道路上を車両１０が走行しているものと判断されてしまい、車両１０の現在位置が正しく算出されない恐れがある。
【００２４】
同様に、従来のカーナビゲーション装置のように、道路に対する車両１０の傾斜角度αを考慮しない場合には、道路の傾斜角度θが正しく算出されず、車両１０の水平方向への移動量が正しく算出できない。したがって、従来のカーナビゲーション装置では、たとえば自律航法で立体駐車場のスロープのようなところを走行する場合、車両１０の水平方向の位置が誤って算出されてしまうため、車両１０の実際の現在位置とは異なる位置が車両１０の現在位置として算出されてしまうことになる。また、算出される車両１０の現在位置と実際の車両１０の現在位置との差は、車両１０の走行距離が長くなるほど大きくなってしまう。
【００２５】
そこで、本実施の形態のカーナビゲーション装置１では、車両１０のアンチロックブレーキシステムの制御のために用いられるＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄを利用して、道路の傾斜角度θを正しく算出する。具体的には、ＣＰＵ１０１は、衛星航法による車両１０の現在位置の算出から、自律航法による車両の現在位置の算出に切り替わると、衛星航法から自律航法に切り替わる前後における、４つのＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄそれぞれの出力電圧値を読み込む。そしてＣＰＵ１０１は、読み込んだ出力電圧値の変化から、それぞれのＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄ自体の傾斜角度θａ〜θｄを算出する。ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄは、上述したように車両１０のサスペンションのスプリングよりも車輪側に設けられており、サスペンションストロークの影響を受けないため、ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄ自体の傾斜角度θａ〜θｄ（すなわち水平面に対する傾斜角度）は、道路の傾斜角度θと略等しい。
【００２６】
たとえばＣＰＵ１０１は、それぞれのＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄについて、ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄから出力される信号の電圧値Ｖａ〜Ｖｄを１０ｍｓ毎に読み込む。そしてＣＰＵ１０１は、電圧値Ｖａを１０回分読み込んだら読み込んだ１０回分の電圧値Ｖａの平均値Ｖａaveを算出する。同様に、ＣＰＵ１０１は、電圧値Ｖｂ〜Ｖｄについても、それぞれの電圧値Ｖｂ〜Ｖｄを１０回分読み込んだら読み込んだ１０回分の電圧値Ｖｂ〜Ｖｄの平均値Ｖｂave〜Ｖｄaveを算出する。このようにして算出した平均値Ｖａave〜ＶｄaveをＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄ自体の傾斜角度θａ〜θｄの算出に利用する。
【００２７】
ＣＰＵ１０１は、算出したそれぞれのＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄ自体の傾斜角度θａ〜θｄから、その平均値（平均傾斜角度）θaveを算出する。この平均傾斜角度θaveと、加速度センサ１１ｂの出力値から算出される車両１０の傾斜角度θｓとが一致するように加速度センサ１１ｂのオフセット電圧を補正する。このように加速度センサ１１ｂのオフセット電圧を補正することで、加速度センサ１１ｂで検出される加速度に基づいて算出される傾斜角度θｓが道路の傾斜角度θと略等しくなるので、正しい傾斜角度θを算出できるようになる。
【００２８】
−−−フローチャート−−−
図４は、車両１０の現在位置を算出して表示モニタ１４に表示する処理の動作を示したフローチャートである。車両の不図示のイグニッションキーによりアクセサリスイッチがオン（ＡＣＣ ＯＮ）されると、図４に示す処理を行うプログラムが起動されてＣＰＵ１０１で適宜繰り返して実行される。ステップＳ１において、現在地検出装置１１やＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄ等から出力される各種データを読み込んでステップＳ３へ進む。ステップＳ３において、ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄから出力される信号の電圧値Ｖａ〜Ｖｄを所定のサンプリング時間（たとえば１０ｍｓ）毎に読み込んで記憶する処理を開始する。なお、電圧値Ｖａ〜Ｖｄは直近の所定時間分のデータがメモリ１０２に一時的に記憶される。
【００２９】
ステップＳ３が実行されるとステップＳ５に進み、ステップＳ１で各種データを読み込んだ際に、ＧＰＳセンサ１１ｃから出力される測位情報を取得できたか否かを判断する。ステップＳ５が肯定判断されるとステップＳ７へ進み、衛星航法による車両１０の現在位置算出処理を行う。なお、衛星航法による車両１０の現在位置算出処理は公知であるため詳細な説明を省略する。ステップＳ７では、公知のマップマッチングによる処理も行う。ステップＳ７が実行されるとステップＳ９へ進み、算出された車両１０の現在位置を記憶する。なお、ステップＳ９で記憶された車両１０の現在位置の情報は、車両１０の現在位置の次回の演算の際に利用される。
【００３０】
ステップＳ９が実行されるとステップＳ１１へ進み、算出された車両１０の現在位置に基づいて、表示モニタ１４に表示された地図上に車両１０の現在位置を示すカーマークを重畳表示するよう各部を制御してリターンする。
【００３１】
ステップＳ５が否定判断されるとステップＳ３１へ進み、ステップＳ３で記憶処理が開始されてメモリ１０２に記憶されている電圧値Ｖａ〜Ｖｄのデータを読み込んでステップＳ３３へ進む。ステップＳ３３において、ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄから出力される信号の電圧値Ｖａ〜Ｖｄを所定のサンプリング時間毎に読み込んで加算してステップＳ３５へ進む。ステップＳ３５において、平均値Ｖｂave〜Ｖｄaveを算出するために電圧値Ｖａ〜Ｖｄを所定回数（たとえば１０回）だけ読み込むのに要する所定の時間が経過したか否かを判断する。ステップＳ３５が否定判断されるとステップＳ３３へ戻り、ステップＳ３５が肯定判断されるとステップＳ３７へ進む。
【００３２】
ステップＳ３７において、ステップＳ３３で累積加算した電圧値Ｖａ〜Ｖｄの値から平均値Ｖｂave〜Ｖｄaveを算出してステップＳ３９へ進む。ステップＳ３９において、ステップＳ３１で読み込んだ電圧値Ｖａ〜ＶｄのデータおよびステップＳ３７で算出した平均値Ｖｂave〜Ｖｄaveに基づいて、ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄ自体の傾斜角度θａ〜θｄを算出してステップＳ４１へ進む。ステップＳ４１において、ステップＳ３９で算出した傾斜角度θａ〜θｄから、その平均値である平均傾斜角度θaveを算出してステップＳ４３へ進む。
【００３３】
ステップＳ４３において、ステップＳ４１で算出した平均傾斜角度θaveと、ステップＳ１で読み込んだ加速度センサ１１ｂの電圧値とに基づいて、加速度センサ１１ｂのオフセット電圧を補正してステップＳ４５へ進む。ステップＳ４５において、ステップＳ１で読み込んだ加速度センサ１１ｂの電圧値とステップＳ４３で補正されたオフセット電圧とに基づいて傾斜角度θｓを算出してステップＳ４７へ進む。ステップＳ４７において、ステップＳ１で読み込んだ車速のデータに基づいて車両１０の走行距離Ｌを算出し、ステップＳ４５で算出した補正後の傾斜角度θｓに基づいて車両１０の上下方向への移動量Ｌsinθ（＝Ｌsinθｓ）および水平方向への移動量Ｌcosθ（＝Ｌcosθｓ）を算出してステップＳ４９へ進む。
【００３４】
ステップＳ４９において、前回の処理で算出されてメモリ１０２に記憶されている車両１０の高さ位置および水平方向位置にステップＳ４７で算出した車両１０の移動量Ｌsinθ、Ｌcosθをそれぞれ加算することで新たな車両１０の位置を算出してステップＳ５１へ進む。ステップＳ５１において、ステップＳ４９で算出した車両の位置を現在の車両１０の位置として、自律航法による車両１０の現在位置算出処理を行う。なお、自律航法による車両１０の現在位置算出処理は公知であるため詳細な説明を省略する。ステップＳ５１では、公知のマップマッチングによる処理も行う。ステップＳ５１が実行されるとステップＳ９へ進む。
【００３５】
上述したカーナビゲーション装置１では次の作用効果を奏する。
（１） ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄ自体の傾斜角度θａ〜θｄに基づいて道路に対する車両１０の傾斜角度αの影響を排除することで、加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正を行い、加速度センサ１１ｂで検出される加速度に基づいて算出される傾斜角度θｓが補正されるように構成した。したがって、車両１０が走行する道路の傾斜角度θが正しく算出されて、車両１０の高さ位置および水平方向の位置が正しく算出されるようになる。これにより、車両の現在位置が正しく算出されるようになり、カーナビゲーション装置１の現在位置算出精度を向上できる。
【００３６】
（２） 上述した加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正を行うためにＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄを用いるように構成したので、新たなセンサ類を追加する必要がなく、コスト増を抑制できる。
【００３７】
（３） 車両１０に設けられたＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄの全てを用いるように構成した。これにより、たとえば自走式立体駐車場の螺旋状のスロープなどのように、車両１０が左右方向にも傾斜するような通路を走行する場合であっても、道路の傾斜角度θの算出誤差を小さくできる。
【００３８】
（４） 自律航法によって車両１０の現在位置を算出するときに上述した加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正を行い、衛星航法によって車両１０の現在位置を算出するときには上述した加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正を行わないように構成した。上述した加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正の処理を必要なときにのみ行うことで、ＣＰＵ１０１の負荷を抑制できる。なお、衛星航法によって車両１０の現在位置を算出する際には、ＧＰＳセンサ１１ｃから出力される測位情報に含まれる高度に関する情報に基づいて車両１０の高さ位置を算出できる。
【００３９】
−−−変形例−−−
（１） 上述の説明では、加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正のためにＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄを用いたが、本発明はこれに限定されない。加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正のために用いる加速度センサは、車両１０のサスペンションストロークの影響を受けない位置に設けられた加速度センサであれば、アンチロックブレーキシステムの制御用途に限らず、たとえば車両の横滑り防止機構の制御用途のものであってもよい。なお、ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄは、タイヤ内に組み込む加速度センサであってもよい。この場合には、車両１０のサスペンション側に設けられた受信装置によって、回転するタイヤに設けられた加速度センサから、たとえば無線によって信号を受信するようにしてもよい。
【００４０】
（２） 上述の説明では、衛星航法によって車両１０の現在位置を算出するときには上述した加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正を行わないように構成したが、本発明はこれに限定されず、衛星航法によって車両１０の現在位置を算出するときにも上述した加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正を行うように構成してもよい。
（３） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【００４１】
上述の実施の形態およびその変形例において、たとえば、受信手段はカウンタ１０６に、旋回角度検出手段はジャイロセンサ１１ａに、傾斜角度検出手段は加速度センサ１１ｂに、ＧＰＳ信号受信手段はＧＰＳセンサ１１ｃに、加速度センサはＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄにそれぞれ対応する。現在位置算出手段および傾斜角度補正手段は、ＣＰＵ１０１およびＣＰＵ１０１で実行されるメモリ１０２に格納された制御プログラムによって実現される。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施の形態のカーナビゲーション装置の全体構成を示す図である。
【図２】本実施の形態のカーナビゲーション装置が搭載された車両（車両１０）の構成を示す図である。
【図３】車両１０と傾斜した道路との関係を示す図である。
【図４】車両１０の現在位置を算出して表示モニタ１４に表示する処理の動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１ カーナビゲーション装置 １０ 車両
１１ 現在地検出装置 １１ａ ジャイロセンサ
１１ｂ 加速度センサ １１ｄ 車速センサ
１２ａ〜１２ｄ ＡＢＳ用加速度センサ １４ 表示モニタ
１００ 制御装置 １０１ ＣＰＵ
１０６ カウンタ １０９ 地図記憶装置
１１２ Ｉ／Ｆ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現在位置を算出する現在位置算出装置およびこの現在位置算出装置を搭載する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されて車両の現在位置を算出する現在位置算出装置としてカーナビゲーション装置が知られている。このカーナビゲーション装置では、検出した車両の前後方向の傾斜角度から道路の傾斜角度を算出して車両の現在位置を算出している（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７７２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のカーナビゲーション装置では、車両自体が道路に対して傾斜している場合には、道路の傾斜角度を正しく算出できない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１） 請求項１の発明による現在位置算出装置は、車両の走行距離に関する信号を受信する受信手段と、車両の左右方向の旋回角度を検出する旋回角度検出手段と、車両の前後方向の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段と、受信手段で受信した車両の走行距離に関する信号と、旋回角度検出手段で検出した車両の左右方向の旋回角度と、傾斜角度検出手段で検出した車両の前後方向の傾斜角度とに基づいて、車両の現在位置を算出する現在位置算出手段と、車両の車輪近傍に設けられた加速度センサから得られる信号に基づいて、傾斜角度検出手段で検出される車両の前後方向の傾斜角度を補正する傾斜角度補正手段を備えることを特徴とする。
（２） 請求項２の発明は、請求項１に記載の現在位置算出装置において、傾斜角度補正手段が車両の前後方向の傾斜角度を補正するために利用する加速度センサは、車輪のスリップ状態に応じて車輪のロックを抑制するように車輪の制動力を制御するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）で用いられる加速度センサであることを特徴とする。
（３） 請求項３の発明は、請求項２に記載の現在位置算出装置において、傾斜角度補正手段は、車両の各車輪の近傍にそれぞれ設けられた加速度センサから得られる信号の平均値により、傾斜角度検出手段で検出される車両の前後方向の傾斜角度を補正することを特徴とする。
（４） 請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の現在位置算出装置において、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ信号受信手段をさらに備え、現在位置算出手段は、受信手段で受信した車両の走行距離に関する信号と、旋回角度検出手段で検出した車両の左右方向の旋回角度と、傾斜角度検出手段で検出した車両の前後方向の傾斜角度とに基づいて自律航法によって車両の現在位置を算出し、および／または、ＧＰＳ信号受信手段で受信したＧＰＳ信号に基づいて車両の現在位置を算出し、傾斜角度補正手段は、現在位置算出手段がＧＰＳ信号に基づいて車両の現在位置を算出できない場合に車両の車輪近傍に設けられた加速度センサから得られる信号に基づいて、傾斜角度検出手段で検出される車両の前後方向の傾斜角度を補正することを特徴とする。
（５） 請求項５の発明による車両は、請求項１に記載の現在位置算出装置と、車輪近傍に設けられた加速度センサとを備えることを特徴とする。
（６） 請求項６の発明は、請求項５に記載の車両において、加速度センサは、車輪のスリップ状態に応じて車輪のロックを抑制するように車輪の制動力を制御するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）で用いられる加速度センサであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、現在位置算出装置の現在位置精度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１〜４を参照して、本発明による現在位置算出装置をカーナビゲーション装置に適用した一実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態のカーナビゲーション装置の全体構成を示す図であり、図２は、本実施の形態のカーナビゲーション装置が搭載された車両（車両１０）の構成を示す図である。なお、図２では、車両１０の構成について、本発明に関係する部分のみを示している。カーナビゲーション装置１は、車両位置周辺の道路地図を表示する機能、出発地から目的地までの推奨経路を演算する機能、演算された推奨経路に基づいて経路誘導を行う機能など、車両１０の走行に関する情報を提示する機能を兼ね備えている。カーナビゲーション装置１は、いわゆるナビゲーションあるいは道路案内などを行う装置である。
【０００８】
図１において、１１は車両の現在地を検出する現在地検出装置であり、たとえば車両１０の進行方位の変化量を検出するためのジャイロセンサ１１ａ、車両１０の前後方向の加速度を検出するための加速度センサ１１ｂ、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号を検出するＧＰＳセンサ１１ｃ、車速を検出する車速センサ１１ｄ等から成る。なお、車速センサ１１ｄは、車両１０に設けられたセンサである。
【０００９】
ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄは、車両１０のサスペンションのスプリングよりも車輪側となるサスペンションの構成部材など、車両１０の各車輪の近傍に設けられて、車両１０のアンチロックブレーキシステムの制御のために用いられる加速度センサである（図１，２）。すなわち、ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄは、いわゆるバネ下と呼ばれる部位（部材）に取り付けられている。ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄは、少なくとも車両１０の前後方向の加速度を検出する。なお、アンチロックブレーキシステムは、車輪のスリップ状態に応じて車輪のロックを抑制するように車輪の制動力を制御するシステムである。
【００１０】
１００は制御装置であり、ＣＰＵ１０１およびその周辺回路から成る。ＣＰＵ１０１およびその周辺回路は互いにバスで接続されている。周辺回路は、メモリ１０２、パラレルＩ／Ｏ１０３、Ａ／Ｄ変換器１０４ａ，１０４ｂ、シリアルＩ／Ｏ１０５、カウンタ１０６、グラフィックコントローラ１０７、画像メモリ１０８、地図記憶装置１０９、Ｉ／Ｆ１１２等から成る。１４は車室内の乗員が視認可能な位置に配設されて、地図や各種情報を表示する表示モニタである。１５は乗員が車両の目的地等の入力など、各種操作入力を行うためのスイッチである。スイッチ１５は、表示モニタ１４の画面上に設けられたタッチパネルスイッチや、カーソルの移動や画面のスクロールを指示するジョイスティックなどを含む。スイッチ１５は、リモコンスイッチであってもよく、表示画面周辺に設けられたスイッチであってもよい。
【００１１】
制御装置１００のメモリ１０２は、制御プログラムを格納するＲＯＭおよび作業エリアのＲＡＭ、および、各種設定値などを記憶する不揮発メモリを含むメモリである。ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２にアクセスして制御プログラムを実行し、各種の制御を行う。パラレルＩ／Ｏ１０３は、スイッチ１５を構成する個別のスイッチ等が接続されるパラレルＩ／Ｏポートである。Ａ／Ｄ変換器１０４ａ，１０４ｂは、それぞれジャイロセンサ１１ａおよび加速度センサ１１ｂのアナログ信号をＡ／Ｄ変換する変換器である。シリアルＩ／Ｏ１０５は、ＧＰＳセンサ１１ｃからのシリアル信号を受信するシリアルＩ／Ｏポートである。カウンタ１０６は、たとえば車軸の回転に伴って車速センサ１１ｄから出力されるパルス信号、すなわち、車両１０の走行距離に関する信号を受信してカウントするカウンタである。
【００１２】
グラフィックコントローラ１０７は、ＣＰＵ１０１から出力される表示データを、画像データとして画像メモリ（ビデオＲＡＭ）であるメモリ１０８に格納し、メモリ１０８に格納された画像データを表示モニタ１４に表示するための制御を行う。ＣＰＵ１０１から出力される表示データは、各種の文字データや道路地図などの各種の図形データなどから成る。制御装置１００は、表示モニタ１４の表示制御装置として機能する。
【００１３】
地図記憶装置１０９は、ナビゲーション処理に使用する道路地図データやＰＯＩ情報（Point of Interest 観光地や各種施設の情報）など各種の情報を格納する地図記憶装置であり、ハードディスク装置が用いられている。なお、地図記憶装置１０９は、ハードディスク装置以外にも、道路地図データが格納されたＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ、その他の記録媒体、および、その読み出し装置であってもよい。
【００１４】
Ｉ／Ｆ１１２は、車両１０に設けられているＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄを接続するためのインターフェースである。Ｉ／Ｆ１１２とＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄとは、たとえばＩＤＢ−１３９４高速車載ネットワークによって接続されている。
【００１５】
−−−データ構成−−−
道路地図データは、地図に関する情報であり、地図表示用データ、経路探索用データ、誘導データ（交差点名称・道路名称・方面名称・方向ガイド・施設情報など）などから成る。地図表示用データは道路や道路地図の背景を表示するためのデータである。経路探索用データは、道路形状とは直接関係しない分岐情報などから成るデータであり、主に推奨経路を演算（経路探索）する際に用いられる。誘導データは、交差点の名称などから成るデータであり、演算された推奨経路に基づき運転者等に推奨経路を誘導する際に用いられる。
【００１６】
このように構成されるカーナビゲーション装置１は、現在地検出装置１１により取得した情報および地図記憶装置１０９に格納されている道路地図データに基づき各種のナビゲーションを行う。たとえば、制御装置１００のＣＰＵ１０１は現在地検出装置１１により取得した情報に基づいて、車両１０の現在位置を算出し、現在位置近辺の道路地図および車両１０の現在位置を表示モニタ１４に表示する。また、ＣＰＵ１０１は、経路探索によって得られた経路（推奨経路）に沿ってドライバーを誘導するように各部を制御する。
【００１７】
本実施の形態のカーナビゲーション装置１では、制御装置１００のＣＰＵ１０１は、ＧＰＳセンサ１１ｃから出力される測位情報に基づいて、いわゆる衛星航法によって車両１０の現在位置を算出する。また、ＣＰＵ１０１は、ＧＰＳセンサ１１ｃでＧＰＳ信号を受信できない場合など、衛星航法によって車両１０の現在位置を算出できない場合には、いわゆる自律航法によって車両１０の現在位置を推定し、公知のマップマッチングの手法によって車両１０の現在位置を推定する。
【００１８】
なお、ＣＰＵ１０１は、自律航法によって車両１０の現在位置を算出する場合、ジャイロセンサ１１ａからの出力に基づいて車両１０の左右方向の旋回角度を算出し、加速度センサ１１ｂからの出力に基づいて車両１０の前後方向の傾斜角度を算出し、車速センサ１１ｄからの出力に基づいて車両１０の走行距離を算出する。そして、ＣＰＵ１０１は、算出した車両１０の旋回角度、前後方向の傾斜角度および走行距離に基づいて車両１０の現在位置を算出する。
【００１９】
車両１０の現在位置を算出する場合、たとえば車両１０が高架上の道路を走行しているのか、高架上の道路に近接した高架下の道路を走行しているのかを、ＣＰＵ１０１は、車両１０の高さ位置のデータを用いて判断する。衛星航法によって車両１０の現在位置を算出する場合には、ＣＰＵ１０１は、ＧＰＳセンサ１１ｃから出力される測位情報に含まれる高度に関する情報に基づいて車両１０の高さ位置を算出する。自律航法によって車両１０の現在位置を算出する場合、ＣＰＵ１０１は、次のようにして車両１０の上下方向への移動量を算出することで車両１０の高さ位置を算出する。
【００２０】
勾配のついた道路を車両１０が走行すると、車両１０は水平方向および垂直方向に移動する。たとえば図3（ａ）に示すように、車両１０が傾斜角度θで傾斜している道路を距離Ｌだけ走行すると、車両１０は水平方向にＬｃｏｓθだけ移動し、垂直方向（高さ方向）にＬｓｉｎθだけ移動する。したがって、道路の傾斜角度θと車両１０の走行距離Ｌとが分かれば、車両１０の高さ方向への移動量が算出できる。なお、傾斜角度θは図３（ｂ）に示すように加速度センサ１１ｂの出力ｇ・ｓｉｎθから、走行距離Ｌは車速センサ１１ｄの出力から求められる。
【００２１】
このようにして算出した車両１０の高さ方向への移動量をもとの車両１０の高さ位置に加算することで新たな車両１０の高さ位置（高度）を算出できる。算出された新たな車両１０の高さ位置の情報は、次回の車両の高さ位置算出の際に用いられるため、メモリ１０２に記憶される。すなわち、メモリ１０２に記憶された前回算出の車両１０の高さ位置に対して、上述したように算出した車両１０の高さ方向への移動量を加算することで、新たな車両１０の高さ位置を算出できる。なお、公知のマップマッチングの手法により車両１０が走行していると判断された道路について、地図記憶装置１０９に格納されている道路地図データから道路の高度の情報を読み込み、読み込んだ高度の情報に基づいて、上述のように算出した車両１０の高さ位置を適宜補正するようにしてもよい。
【００２２】
車両１０が道路に対して平行である場合には、加速度センサ１１ｂで検出される加速度に基づいて算出される車両１０の傾斜角度θｓは、道路の傾斜角度θと一致する。車両１０が停車しているか一定速度で走行していれば、図３（ｂ）に示すように、加速度センサ１１ｂで検出される車両１０の前後方向の加速度は、ｇを重力加速度とするとｇsinθとなる。なお、車両１０が加速または減速している場合には、車両１０の加速または減速による車両の前後方向の加速度も加速センサ１１ｂで検出されることになる。しかし、車両１０の加速または減速による車両の前後方向の加速度については、車速センサ１１ｄで検出される車速の時間微分値と等しいため、加速度センサ１１ｂで検出される車両１０の前後方向の加速度と、車速センサ１１ｄで検出される車速の時間微分値とによって、車両１０の傾斜によって検出される加速度のみを算出できる。このように、車両１０が道路に対して平行である場合には、車両１０の加減速の有無にかかわらず、加速度センサ１１ｂで検出される加速度に基づいて車両１０の水平面に対する傾斜角度θｓ、すなわち、道路の傾斜角度θを算出できる。
【００２３】
しかし、乗車人員や荷物の配置、車両１０の加減速によって車両１０のサスペンションストロークが変化すると、図３（ｃ）に示すように、車両１０が道路に対して平行でなくなってしまう。このように、車両１０が道路に対して平行でなくなってしまうと、加速度センサ１１ｂで検出される加速度に基づいて算出される車両１０の水平面に対する傾斜角度θｓは、道路の傾斜角度θと、道路に対する車両１０の傾斜角度αの和となってしまう。そのため、従来のカーナビゲーション装置のように、道路に対する車両１０の傾斜角度αを考慮しない場合には、道路の傾斜角度θが正しく算出されず、車両１０の高さ方向への移動量が正しく算出できない。したがって、従来のカーナビゲーション装置では、車両１０の高さ位置が誤って算出されてしまうため、実際に車両１０が走行している道路とは別の道路上を車両１０が走行しているものと判断されてしまい、車両１０の現在位置が正しく算出されない恐れがある。
【００２４】
同様に、従来のカーナビゲーション装置のように、道路に対する車両１０の傾斜角度αを考慮しない場合には、道路の傾斜角度θが正しく算出されず、車両１０の水平方向への移動量が正しく算出できない。したがって、従来のカーナビゲーション装置では、たとえば自律航法で立体駐車場のスロープのようなところを走行する場合、車両１０の水平方向の位置が誤って算出されてしまうため、車両１０の実際の現在位置とは異なる位置が車両１０の現在位置として算出されてしまうことになる。また、算出される車両１０の現在位置と実際の車両１０の現在位置との差は、車両１０の走行距離が長くなるほど大きくなってしまう。
【００２５】
そこで、本実施の形態のカーナビゲーション装置１では、車両１０のアンチロックブレーキシステムの制御のために用いられるＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄを利用して、道路の傾斜角度θを正しく算出する。具体的には、ＣＰＵ１０１は、衛星航法による車両１０の現在位置の算出から、自律航法による車両の現在位置の算出に切り替わると、衛星航法から自律航法に切り替わる前後における、４つのＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄそれぞれの出力電圧値を読み込む。そしてＣＰＵ１０１は、読み込んだ出力電圧値の変化から、それぞれのＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄ自体の傾斜角度θａ〜θｄを算出する。ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄは、上述したように車両１０のサスペンションのスプリングよりも車輪側に設けられており、サスペンションストロークの影響を受けないため、ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄ自体の傾斜角度θａ〜θｄ（すなわち水平面に対する傾斜角度）は、道路の傾斜角度θと略等しい。
【００２６】
たとえばＣＰＵ１０１は、それぞれのＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄについて、ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄから出力される信号の電圧値Ｖａ〜Ｖｄを１０ｍｓ毎に読み込む。そしてＣＰＵ１０１は、電圧値Ｖａを１０回分読み込んだら読み込んだ１０回分の電圧値Ｖａの平均値Ｖａaveを算出する。同様に、ＣＰＵ１０１は、電圧値Ｖｂ〜Ｖｄについても、それぞれの電圧値Ｖｂ〜Ｖｄを１０回分読み込んだら読み込んだ１０回分の電圧値Ｖｂ〜Ｖｄの平均値Ｖｂave〜Ｖｄaveを算出する。このようにして算出した平均値Ｖａave〜ＶｄaveをＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄ自体の傾斜角度θａ〜θｄの算出に利用する。
【００２７】
ＣＰＵ１０１は、算出したそれぞれのＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄ自体の傾斜角度θａ〜θｄから、その平均値（平均傾斜角度）θaveを算出する。この平均傾斜角度θaveと、加速度センサ１１ｂの出力値から算出される車両１０の傾斜角度θｓとが一致するように加速度センサ１１ｂのオフセット電圧を補正する。このように加速度センサ１１ｂのオフセット電圧を補正することで、加速度センサ１１ｂで検出される加速度に基づいて算出される傾斜角度θｓが道路の傾斜角度θと略等しくなるので、正しい傾斜角度θを算出できるようになる。
【００２８】
−−−フローチャート−−−
図４は、車両１０の現在位置を算出して表示モニタ１４に表示する処理の動作を示したフローチャートである。車両の不図示のイグニッションキーによりアクセサリスイッチがオン（ＡＣＣ ＯＮ）されると、図４に示す処理を行うプログラムが起動されてＣＰＵ１０１で適宜繰り返して実行される。ステップＳ１において、現在地検出装置１１やＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄ等から出力される各種データを読み込んでステップＳ３へ進む。ステップＳ３において、ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄから出力される信号の電圧値Ｖａ〜Ｖｄを所定のサンプリング時間（たとえば１０ｍｓ）毎に読み込んで記憶する処理を開始する。なお、電圧値Ｖａ〜Ｖｄは直近の所定時間分のデータがメモリ１０２に一時的に記憶される。
【００２９】
ステップＳ３が実行されるとステップＳ５に進み、ステップＳ１で各種データを読み込んだ際に、ＧＰＳセンサ１１ｃから出力される測位情報を取得できたか否かを判断する。ステップＳ５が肯定判断されるとステップＳ７へ進み、衛星航法による車両１０の現在位置算出処理を行う。なお、衛星航法による車両１０の現在位置算出処理は公知であるため詳細な説明を省略する。ステップＳ７では、公知のマップマッチングによる処理も行う。ステップＳ７が実行されるとステップＳ９へ進み、算出された車両１０の現在位置を記憶する。なお、ステップＳ９で記憶された車両１０の現在位置の情報は、車両１０の現在位置の次回の演算の際に利用される。
【００３０】
ステップＳ９が実行されるとステップＳ１１へ進み、算出された車両１０の現在位置に基づいて、表示モニタ１４に表示された地図上に車両１０の現在位置を示すカーマークを重畳表示するよう各部を制御してリターンする。
【００３１】
ステップＳ５が否定判断されるとステップＳ３１へ進み、ステップＳ３で記憶処理が開始されてメモリ１０２に記憶されている電圧値Ｖａ〜Ｖｄのデータを読み込んでステップＳ３３へ進む。ステップＳ３３において、ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄから出力される信号の電圧値Ｖａ〜Ｖｄを所定のサンプリング時間毎に読み込んで加算してステップＳ３５へ進む。ステップＳ３５において、平均値Ｖｂave〜Ｖｄaveを算出するために電圧値Ｖａ〜Ｖｄを所定回数（たとえば１０回）だけ読み込むのに要する所定の時間が経過したか否かを判断する。ステップＳ３５が否定判断されるとステップＳ３３へ戻り、ステップＳ３５が肯定判断されるとステップＳ３７へ進む。
【００３２】
ステップＳ３７において、ステップＳ３３で累積加算した電圧値Ｖａ〜Ｖｄの値から平均値Ｖｂave〜Ｖｄaveを算出してステップＳ３９へ進む。ステップＳ３９において、ステップＳ３１で読み込んだ電圧値Ｖａ〜ＶｄのデータおよびステップＳ３７で算出した平均値Ｖｂave〜Ｖｄaveに基づいて、ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄ自体の傾斜角度θａ〜θｄを算出してステップＳ４１へ進む。ステップＳ４１において、ステップＳ３９で算出した傾斜角度θａ〜θｄから、その平均値である平均傾斜角度θaveを算出してステップＳ４３へ進む。
【００３３】
ステップＳ４３において、ステップＳ４１で算出した平均傾斜角度θaveと、ステップＳ１で読み込んだ加速度センサ１１ｂの電圧値とに基づいて、加速度センサ１１ｂのオフセット電圧を補正してステップＳ４５へ進む。ステップＳ４５において、ステップＳ１で読み込んだ加速度センサ１１ｂの電圧値とステップＳ４３で補正されたオフセット電圧とに基づいて傾斜角度θｓを算出してステップＳ４７へ進む。ステップＳ４７において、ステップＳ１で読み込んだ車速のデータに基づいて車両１０の走行距離Ｌを算出し、ステップＳ４５で算出した補正後の傾斜角度θｓに基づいて車両１０の上下方向への移動量Ｌsinθ（＝Ｌsinθｓ）および水平方向への移動量Ｌcosθ（＝Ｌcosθｓ）を算出してステップＳ４９へ進む。
【００３４】
ステップＳ４９において、前回の処理で算出されてメモリ１０２に記憶されている車両１０の高さ位置および水平方向位置にステップＳ４７で算出した車両１０の移動量Ｌsinθ、Ｌcosθをそれぞれ加算することで新たな車両１０の位置を算出してステップＳ５１へ進む。ステップＳ５１において、ステップＳ４９で算出した車両の位置を現在の車両１０の位置として、自律航法による車両１０の現在位置算出処理を行う。なお、自律航法による車両１０の現在位置算出処理は公知であるため詳細な説明を省略する。ステップＳ５１では、公知のマップマッチングによる処理も行う。ステップＳ５１が実行されるとステップＳ９へ進む。
【００３５】
上述したカーナビゲーション装置１では次の作用効果を奏する。
（１） ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄ自体の傾斜角度θａ〜θｄに基づいて道路に対する車両１０の傾斜角度αの影響を排除することで、加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正を行い、加速度センサ１１ｂで検出される加速度に基づいて算出される傾斜角度θｓが補正されるように構成した。したがって、車両１０が走行する道路の傾斜角度θが正しく算出されて、車両１０の高さ位置および水平方向の位置が正しく算出されるようになる。これにより、車両の現在位置が正しく算出されるようになり、カーナビゲーション装置１の現在位置算出精度を向上できる。
【００３６】
（２） 上述した加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正を行うためにＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄを用いるように構成したので、新たなセンサ類を追加する必要がなく、コスト増を抑制できる。
【００３７】
（３） 車両１０に設けられたＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄの全てを用いるように構成した。これにより、たとえば自走式立体駐車場の螺旋状のスロープなどのように、車両１０が左右方向にも傾斜するような通路を走行する場合であっても、道路の傾斜角度θの算出誤差を小さくできる。
【００３８】
（４） 自律航法によって車両１０の現在位置を算出するときに上述した加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正を行い、衛星航法によって車両１０の現在位置を算出するときには上述した加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正を行わないように構成した。上述した加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正の処理を必要なときにのみ行うことで、ＣＰＵ１０１の負荷を抑制できる。なお、衛星航法によって車両１０の現在位置を算出する際には、ＧＰＳセンサ１１ｃから出力される測位情報に含まれる高度に関する情報に基づいて車両１０の高さ位置を算出できる。
【００３９】
−−−変形例−−−
（１） 上述の説明では、加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正のためにＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄを用いたが、本発明はこれに限定されない。加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正のために用いる加速度センサは、車両１０のサスペンションストロークの影響を受けない位置に設けられた加速度センサであれば、アンチロックブレーキシステムの制御用途に限らず、たとえば車両の横滑り防止機構の制御用途のものであってもよい。なお、ＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄは、タイヤ内に組み込む加速度センサであってもよい。この場合には、車両１０のサスペンション側に設けられた受信装置によって、回転するタイヤに設けられた加速度センサから、たとえば無線によって信号を受信するようにしてもよい。
【００４０】
（２） 上述の説明では、衛星航法によって車両１０の現在位置を算出するときには上述した加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正を行わないように構成したが、本発明はこれに限定されず、衛星航法によって車両１０の現在位置を算出するときにも上述した加速度センサ１１ｂのオフセット電圧の補正を行うように構成してもよい。
（３） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【００４１】
上述の実施の形態およびその変形例において、たとえば、受信手段はカウンタ１０６に、旋回角度検出手段はジャイロセンサ１１ａに、傾斜角度検出手段は加速度センサ１１ｂに、ＧＰＳ信号受信手段はＧＰＳセンサ１１ｃに、加速度センサはＡＢＳ用加速度センサ１２ａ〜１２ｄにそれぞれ対応する。現在位置算出手段および傾斜角度補正手段は、ＣＰＵ１０１およびＣＰＵ１０１で実行されるメモリ１０２に格納された制御プログラムによって実現される。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施の形態のカーナビゲーション装置の全体構成を示す図である。
【図２】本実施の形態のカーナビゲーション装置が搭載された車両（車両１０）の構成を示す図である。
【図３】車両１０と傾斜した道路との関係を示す図である。
【図４】車両１０の現在位置を算出して表示モニタ１４に表示する処理の動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１ カーナビゲーション装置 １０ 車両
１１ 現在地検出装置 １１ａ ジャイロセンサ
１１ｂ 加速度センサ １１ｄ 車速センサ
１２ａ〜１２ｄ ＡＢＳ用加速度センサ １４ 表示モニタ
１００ 制御装置 １０１ ＣＰＵ
１０６ カウンタ １０９ 地図記憶装置
１１２ Ｉ／Ｆ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行距離に関する信号を受信する受信手段と、
前記車両の左右方向の旋回角度を検出する旋回角度検出手段と、
前記車両の前後方向の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段と、
前記受信手段で受信した前記車両の走行距離に関する信号と、前記旋回角度検出手段で検出した前記車両の左右方向の旋回角度と、前記傾斜角度検出手段で検出した前記車両の前後方向の傾斜角度とに基づいて、前記車両の現在位置を算出する現在位置算出手段と、
前記車両の車輪近傍に設けられた加速度センサから得られる信号に基づいて、前記傾斜角度検出手段で検出される前記車両の前後方向の傾斜角度を補正する傾斜角度補正手段を備えることを特徴とする現在位置算出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現在位置算出装置において、
前記傾斜角度補正手段が前記車両の前後方向の傾斜角度を補正するために利用する加速度センサは、車輪のスリップ状態に応じて車輪のロックを抑制するように車輪の制動力を制御するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）で用いられる加速度センサであることを特徴とする現在位置算出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の現在位置算出装置において、
前記傾斜角度補正手段は、前記車両の各車輪の近傍にそれぞれ設けられた前記加速度センサから得られる信号の平均値により、前記傾斜角度検出手段で検出される前記車両の前後方向の傾斜角度を補正することを特徴とする現在位置算出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の現在位置算出装置において、
ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ信号受信手段をさらに備え、
前記現在位置算出手段は、前記受信手段で受信した前記車両の走行距離に関する信号と、前記旋回角度検出手段で検出した前記車両の左右方向の旋回角度と、前記傾斜角度検出手段で検出した前記車両の前後方向の傾斜角度とに基づいて自律航法によって前記車両の現在位置を算出し、および／または、前記ＧＰＳ信号受信手段で受信した前記ＧＰＳ信号に基づいて前記車両の現在位置を算出し、
前記傾斜角度補正手段は、前記現在位置算出手段が前記ＧＰＳ信号に基づいて前記車両の現在位置を算出できない場合に前記車両の車輪近傍に設けられた加速度センサから得られる信号に基づいて、前記傾斜角度検出手段で検出される前記車両の前後方向の傾斜角度を補正することを特徴とする現在位置算出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の現在位置算出装置と、
車輪近傍に設けられた加速度センサとを備えることを特徴とする車両。
【請求項６】
請求項５に記載の車両において、
前記加速度センサは、車輪のスリップ状態に応じて車輪のロックを抑制するように車輪の制動力を制御するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）で用いられる加速度センサであることを特徴とする車両。
【請求項１】
車両の走行距離に関する信号を受信する受信手段と、
前記車両の左右方向の旋回角度を検出する旋回角度検出手段と、
前記車両の前後方向の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段と、
前記受信手段で受信した前記車両の走行距離に関する信号と、前記旋回角度検出手段で検出した前記車両の左右方向の旋回角度と、前記傾斜角度検出手段で検出した前記車両の前後方向の傾斜角度とに基づいて、前記車両の現在位置を算出する現在位置算出手段と、
前記車両の車輪近傍に設けられた加速度センサから得られる信号に基づいて、前記傾斜角度検出手段で検出される前記車両の前後方向の傾斜角度を補正する傾斜角度補正手段を備えることを特徴とする現在位置算出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現在位置算出装置において、
前記傾斜角度補正手段が前記車両の前後方向の傾斜角度を補正するために利用する加速度センサは、車輪のスリップ状態に応じて車輪のロックを抑制するように車輪の制動力を制御するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）で用いられる加速度センサであることを特徴とする現在位置算出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の現在位置算出装置において、
前記傾斜角度補正手段は、前記車両の各車輪の近傍にそれぞれ設けられた前記加速度センサから得られる信号の平均値により、前記傾斜角度検出手段で検出される前記車両の前後方向の傾斜角度を補正することを特徴とする現在位置算出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の現在位置算出装置において、
ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ信号受信手段をさらに備え、
前記現在位置算出手段は、前記受信手段で受信した前記車両の走行距離に関する信号と、前記旋回角度検出手段で検出した前記車両の左右方向の旋回角度と、前記傾斜角度検出手段で検出した前記車両の前後方向の傾斜角度とに基づいて自律航法によって前記車両の現在位置を算出し、および／または、前記ＧＰＳ信号受信手段で受信した前記ＧＰＳ信号に基づいて前記車両の現在位置を算出し、
前記傾斜角度補正手段は、前記現在位置算出手段が前記ＧＰＳ信号に基づいて前記車両の現在位置を算出できない場合に前記車両の車輪近傍に設けられた加速度センサから得られる信号に基づいて、前記傾斜角度検出手段で検出される前記車両の前後方向の傾斜角度を補正することを特徴とする現在位置算出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の現在位置算出装置と、
車輪近傍に設けられた加速度センサとを備えることを特徴とする車両。
【請求項６】
請求項５に記載の車両において、
前記加速度センサは、車輪のスリップ状態に応じて車輪のロックを抑制するように車輪の制動力を制御するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）で用いられる加速度センサであることを特徴とする車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−５３１５３（Ｐ２００９−５３１５３Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２２４２４（Ｐ２００７−２２２４２４）
【出願日】平成１９年８月２９日（２００７．８．２９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（０００００１４８７）クラリオン株式会社 (1,722)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２９日（２００７．８．２９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（０００００１４８７）クラリオン株式会社 (1,722)
【Ｆターム（参考）】
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