現在位置表示装置
【課題】ＧＰＳ信号に基づく現在位置算出に要する時間だけ後の現在位置表示装置の推定位置を求め、この推定位置を現在位置として表示する。
【解決手段】現在位置表示装置１は、ＧＰＳ衛星信号を受信し所定の演算時間後に現在位置表示装置１の位置をＧＰＳ測位位置として算出するＧＰＳ受信機１１と、現在位置表示装置１の速度を検出する速度検出手段１３と、ＧＰＳ測位位置の履歴を記憶する測位位置記憶手段１５と、前記速度検出手段１３により検出された現在位置表示装置１の速度と、前記ＧＰＳ測位位置とから、前記演算時間だけ後の現在位置表示装置１の位置を推定位置として算出する制御手段１０と、前記推定位置に基づいて現在位置表示装置１の位置マークの表示位置を調整する表示制御手段１９と、を備える。
【解決手段】現在位置表示装置１は、ＧＰＳ衛星信号を受信し所定の演算時間後に現在位置表示装置１の位置をＧＰＳ測位位置として算出するＧＰＳ受信機１１と、現在位置表示装置１の速度を検出する速度検出手段１３と、ＧＰＳ測位位置の履歴を記憶する測位位置記憶手段１５と、前記速度検出手段１３により検出された現在位置表示装置１の速度と、前記ＧＰＳ測位位置とから、前記演算時間だけ後の現在位置表示装置１の位置を推定位置として算出する制御手段１０と、前記推定位置に基づいて現在位置表示装置１の位置マークの表示位置を調整する表示制御手段１９と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現在位置を表示する現在位置表示装置に関するものであり、特に、ＧＰＳ受信機によりＧＰＳ衛星信号を受信して現在位置を算出する現在位置表示装置において、ＧＰＳ衛星信号に基づいて現在位置を算出するのに必要な演算時間を考慮して現在位置を適正に表示するようにした現在位置表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Global Positioning System）に代表される全世界航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite Systems）を利用し、車両の現在位置を検出してユーザに走行路を案内する車載用ナビゲーション装置が知られている。
【０００３】
また、車載されたナビゲーション装置と携帯電話などの移動体端末とを併用し、ナビゲーション装置により取得した案内経路の情報を移動体端末に引き継ぎ、車両から離れた場合にもナビゲーションの情報を継続して利用できるようにする技術も、種々提案されている。
【０００４】
更に、最近では、車載用、携帯用に兼用可能なナビゲーション装置も提供されており、車載する場合はダッシュボードに取り付けられたクレードルなどの取り付け具にナビゲーション装置を取り付け、車両から電源を供給して使用し、携帯する場合にはクレードルからナビゲーション装置を取り外して電池などの内部電源から電源を供給して使用するように構成されるのが一般的である。
【０００５】
このようなナビゲーション装置を用いれば、出発地から目的地周辺の駐車場（経由地）まで自動車で移動し、駐車場から所望の目的地まで徒歩で移動する案内経路を探索し、自動車と徒歩による経路の案内を受けることができる。この場合、ナビゲーション装置が車両に搭載されている間は車両のバッテリからアクセサリー電源供給部などから電源供給を受け、車両が駐車場に到着してナビゲーション装置がクレードルなどの取り付け具から取り外されると、自動的にナビゲーション装置の内部電源に切り替わり、ナビゲーション装置を携帯した状態で経路案内を継続して受けるようになる。
【０００６】
ＧＰＳを利用した衛星航法装置を用いる場合、複数のＧＰＳ衛星が送信する衛星電波を受信して位置を算出する。衛星電波には、アルマナックデータ及びエフェメリスデータの２種類のデータが含まれる。アルマナックデータは、全人工衛星の軌道情報及び衛星時計の補正情報を含み、エフェメリスデータは、各人工衛星の詳細な位置情報及び衛星電波を発射した時刻情報を含む。ＧＰＳ受信機は衛星電波を受信し、アルマナックデータ及びエフェメリスデータに基づき、緯度情報及び経度情報からなる現在位置を算出する。
【０００７】
ＧＰＳを利用した衛星航法装置を用いたナビゲーション装置は、例えば下記の特許文献１（特開２００１−２３５３３６号公報）に車載用ナビゲーション装置の発明として開示されている。このナビゲーション装置は、車両の現在位置を示す位置マークを地図に重畳して表示する車載用ナビゲーション装置において、現在位置を検出するＧＰＳアンテナと、当該ＧＰＳアンテナの車両内における設置位置を入力する操作部と、を備えたものであり、現在位置を検出するＧＰＳアンテナの設置位置を入力することで、車両の前端部の位置と当該設置位置とを地図表示上区別することができるようにして運転者の運転感覚により合致した位置に自車マークを表示することができるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２３５３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ＧＰＳを利用した衛星航法装置を用いる場合、複数のＧＰＳ衛星から信号を受信し、受信した衛星信号を解析して現在位置を算出するには、一定の演算時間を要する。演算に用いるプロセッサの処理能力にもよるが、一般的には１秒程度の演算時間が必要とされる。演算に１秒かかるとした場合、ナビゲーション装置が車両に設置されている場合、徒歩移動に比べてその移動速度は早く、例えば、時速６０Ｋｍで車両が走行している場合には、現在位置が算出された時点では、ＧＰＳ信号を受信した地点から約１７ｍ進んでいることになる。
【００１０】
従って、ＧＰＳ信号に基づいて算出した現在位置をそのまま表示すると、表示された現在位置に対して、実際の車両位置は約１７ｍ進んだ位置にあり、走行経路上の地点によっては、利用者に違和感を与えるという問題を生じる。例えば、著名なランドマーク近辺を走行している時には、車両は実際にはそのランドマークを通過しているにもかかわらず、画面に表示された現在位置はランドマークの手前にあるということが起こり、利用者にナビゲーション装置の不具合と誤解されることにもなる。
【００１１】
図６は、ＧＰＳ受信機によって測位が開始された時点と、演算処理の結果として位置情報が算出された時点と、車両の位置との関係を示す模式図である。図６において車両がＰ０の位置にある時にＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星信号を受信したものとする。ＧＰＳ受信機はＧＰＳ衛星から受信した衛星信号に基づいて位置を算出し、算出した位置に車両位置マークＭを表示する。以下、衛星信号に基づいて算出した位置をＧＰＳ測位位置という。
【００１２】
ところで、ＧＰＳ衛星から受信した衛星信号に基づいて位置を算出するには、所定の演算時間を要する。例えば、位置を算出するのに１ｓｅｃ（１秒）演算時間が必要であったとする。車両は道路を走行中であるから、例えば、車両が時速６０Ｋｍの速度で走行していたとすると、位置Ｐ０で受信したＧＰＳ衛星信号に基づいて位置が算出された時には、車両は約１７ｍ先の位置Ｐ１にあり、本来車両位置マークは位置Ｐ１に表示されなければならない。すなわち、ＧＰＳ測位位置と実際の車両位置とは、演算時間に車両が走行する距離だけ差が生じることになり、ＧＰＳ測位位置に表示された車両位置マークは正しい車両位置を示していないことになる。
【００１３】
このような車両位置マークのずれは、車両が道路を曲がることなく（進行方向を変えることなく）直線的に走行している場合にはそれ程重要な問題ではない。しかしながら、交差点など道路の曲折箇所において車両の進行方向が変わる可能性がある地点の前後においては、実際の車両位置に車両位置マークが表示されないと、ユーザに違和感を与えるという問題を生ずる。例えば、車両は既に交差点を右折、または左折したにもかかわらず、車両位置マークは交差点の手前に表示されるという不都合が生じることになる。
【００１４】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたナビゲーション装置においては、このような問題点に関する考察、解決方法は開示されていない。
【００１５】
本願の発明者は上記の問題点を解消すべく種々検討を重ねた結果、現在位置表示装置の移動速度に基づいて、ＧＰＳ信号受信時刻に対して該ＧＰＳ信号に基づく現在位置算出に要する時間だけ後の現在位置表示装置の推定位置を求め、この推定位置を現在位置として表示するようになせば上記の問題点を解消し得ることに想到して本発明を完成するに至ったものである。
【００１６】
すなわち、本発明は上記の問題点を解消することを目的とし、ＧＰＳ受信機によりＧＰＳ衛星信号を受信して現在位置を算出する現在位置表示装置において、ＧＰＳ衛星信号に基づいて現在位置を算出するのに必要な演算時間を考慮して現在位置を適正に表示するようにした現在位置表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するために、本願の請求項１にかかる発明は、
現在位置を算出し、該算出した現在位置に基づいて、表示手段に表示した地図上に現在位置マークを表示する現在位置表示装置において、
前記現在位置表示装置は、所定の時間毎にＧＰＳ衛星信号を受信し現在位置表示装置の位置をＧＰＳ測位位置として出力するＧＰＳ受信機と、
前記現在位置表示装置の移動速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段により検出された移動速度と前記ＧＰＳ測位位置とに基づき、前記ＧＰＳ測位位置の出力時の前記現在位置表示装置の位置を推定位置として算出し、該推定位置に前記現在位置マークを表示させる表示制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本願の請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる現在位置表示装置において、前記現在位置表示装置は、加速度センサおよび／または角速度センサを有する自律航法手段を備え、前記表示制御手段は、前記加速度センサおよび／または角速度センサの出力に基づいて走行状態の変化を判別した場合、前記現在位置マークの表示位置を調整することを特徴とする。
【００１９】
また、本願の請求項３にかかる発明は、請求項２にかかる現在位置表示装置において、前記表示制御手段は、交差点における走行状態の変化を判別した場合、前記現在位置マークの表示位置を調整することを特徴とする。
【００２０】
また、本願の請求項４にかかる発明は、請求項２又は３にかかる現在位置表示装置において、前記速度検出手段は、前記加速度センサの出力に基づいて前記現在位置表示装置の移動速度を検出することを特徴とする。
【００２１】
また、本願の請求項５にかかる発明は、請求項１乃至３にかかる現在位置表示装置において、前記現在位置表示装置は、前記ＧＰＳ受信機により算出されたＧＰＳ測位位置を記憶する測位位置記憶手段を備え、前記速度検出手段は、前記測位位置記憶手段に記憶されたＧＰＳ測位位置の履歴に基づいて移動速度を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１にかかる発明においては、現在位置表示装置は、所定の時間毎にＧＰＳ衛星信号を受信し現在位置表示装置の位置をＧＰＳ測位位置として出力するＧＰＳ受信機と、
前記現在位置表示装置の移動速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段により検出された移動速度と前記ＧＰＳ測位位置とに基づき、前記ＧＰＳ測位位置の出力時の前記現在位置表示装置の位置を推定位置として算出し、該推定位置に前記現在位置マークを表示させる表示制御手段と、を備える。
【００２３】
かかる構成によれば、ナビゲーション装置などの現在位置表示装置の移動速度に基づいて、ＧＰＳ信号受信時刻に対して該ＧＰＳ信号に基づく現在位置算出に要する時間だけ後の現在位置表示装置の推定位置に基づいて現在位置表示装置の現在位置マークを表示するから正しい位置に現在位置マークを表示することができるようになる。
【００２４】
請求項２にかかる発明においては、請求項１にかかる現在位置表示装置において、現在位置表示装置は、加速度センサおよび／または角速度センサを有する自律航法手段を備え、前記表示制御手段は、前記加速度センサおよび／または角速度センサの出力に基づいて走行状態の変化を判別した場合、前記現在位置マークの表示位置を調整する。表示制御手段は、交差点における走行状態の変化を判別した場合、前記現在位置マークの表示位置を調整する。
【００２５】
かかる構成によれば、現在位置表示装置が進行方向などを変更した場合に、例えば、直進方向の推定位置までの中間位置、中間位置の近傍に調整して現在位置マークを表示するから、誤った位置に現在位置マークが表示されることがない。
【００２６】
請求項３にかかる発明においては、請求項２にかかる現在位置表示装置において、表示制御手段は、交差点における走行状態の変化を判別した場合、前記現在位置マークの表示位置を調整する。
【００２７】
かかる構成によれば、交差点において現在位置表示装置が進行方向などを変更した場合に、例えば、直進方向の推定位置までの中間位置、中間位置の近傍に調整して現在位置マークを表示し、あるいは、現在位置マークを表示しないように調整するから、誤った位置に現在位置マークが表示されることがない。
【００２８】
請求項４にかかる発明においては、請求項２又は３にかかる現在位置表示装置において、速度検出手段は、前記加速度センサの出力に基づいて前記現在位置表示装置の移動速度を検出する。
【００２９】
かかる構成によれば、現在位置表示装置がリアルタイムに得た移動速度に基づいて、現在位置表示装置の推定位置を算出することができ、現在位置算出に要する時間だけ後の現在位置表示装置の推定位置に基づいて現在位置マークを表示するから正しい位置に現在位置マークを表示することができるようになる。
【００３０】
請求項５にかかる発明においては、請求項１乃至３にかかる現在位置表示装置において、
現在位置表示装置は、前記ＧＰＳ受信機により算出されたＧＰＳ測位位置を記憶する測位位置記憶手段を備え、
前記速度検出手段は、前記測位位置記憶手段に記憶されたＧＰＳ測位位置の履歴に基づいて移動速度を検出する。
【００３１】
かかる構成によれば、ＧＰＳ測位位置履歴を記憶しているので、ＧＰＳ測位位置履歴を用いて速度を検出するとともに、ＧＰＳ測位位置履歴を用いてＧＰＳ信号受信位置（測位開始位置）を算出して、ＧＰＳ信号受信時刻に対して該ＧＰＳ信号に基づく現在位置算出に要する時間だけ後の現在位置表示装置の推定位置に基づいて現在位置マークを表示することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例にかかる現在位置表示装置であるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明にかかる車両位置マークの表示位置の調整を説明するための模式図である。
【図３】交差点における車両位置マークの表示位置の調整を説明するための模式図である。
【図４】本発明にかかる車両位置マークの表示位置の調整の手順を示すフローチャートである。
【図５】交差点における車両位置マークの表示位置の調整の手順を示すフローチャートである。
【図６】ＧＰＳ信号の受信時点とＧＰＳ側位位置が算出された時点における車両位置の関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の具体例を実施例及び図面を用いて詳細に説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための現在位置表示装置を例示するものであって、本発明をこの現在位置表示装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態の現在位置表示装置にも等しく適応し得るものである。
【実施例】
【００３４】
図１は本発明の実施例にかかる現在位置表示装置であるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１は、以下に説明する実施例では、車両に搭載されて、ドライバに経路案内を行うとともに、走行中において、ドライバ以外の搭乗者にテレビ放送の視聴を可能とするものであってもよい。また、ナビゲーション装置１は、車両のダッシュボードに設置したクレードルなどの取り付け具を用いて、取り付け、取り外し可能な車載携帯兼用のものであってもよい。
【００３５】
ナビゲーション装置１は、図１に示すように、制御手段１０、ＧＰＳ受信機１１、自律航法手段１２、車両速度検出手段１３、地図記憶手段１４、測位位置記憶手段１５、入力手段１６、表示手段１７、音声出力手段１８、車両位置表示制御手段１９などを備えて構成されている。
【００３６】
制御手段１０は、ＲＯＭ１０１、ＲＡＭ１０２を有するマイクロプロセッサなどで構成され、ＲＯＭ１０１に記録された制御プログラムに従ってナビゲーション装置１の各部の動作を制御するものである。
【００３７】
ＧＰＳ受信機１１は、所定の時間間隔で、地球上空を周回している複数のＧＰＳ衛星から時刻情報を含む電波（衛星信号）を受信して、車両の位置情報（ＧＰＳ測位位置）を算出する。位置は緯度、経度で算出される。以下の説明においては、ＧＰＳ受信機１１は、１秒（１ｓｅｃ）の間隔でＧＰＳ衛星信号を受信し、ＧＰＳ測位位置を算出するものとするが、この時間間隔に限られるものではない。
【００３８】
自律航法手段１２は加速度センサ、ジャイロなどの角速度センサを有しており、ナビゲーション装置１の加速度、角速度を算出する。ＧＰＳ衛星信号が受信できないトンネルや地下街、地下駐車場、建物内の駐車場、あるいは、高層ビル街などＧＰＳ衛星信号の反射によるマルチパスの影響を受ける場所では、この自律航法手段１２によりナビゲーション装置１（車両）の位置を算出する。例えば、加速度センサ、角速度センサは１０ｍｓｅｃ毎に車両の加速度、角速度を出力するものであるが、各センサの出力間隔はこれに限られるものではない。
【００３９】
ＧＰＳ受信機１１によって算出されたＧＰＳ測位位置はＧＰＳ受信時刻とともに測位位置記憶手段１５に記憶され、制御手段１０は必要に応じてＧＰＳ測位位置の履歴を参照することができる。
【００４０】
車両速度検出手段１３は、自律航法手段１２に含まれる加速度センサの出力を２回積分することによって車両の速度を検出する。なお、車両速度検出手段１３は、自律航法手段１２によらず、測位位置記憶手段１５に記憶されたＧＰＳ測位位置の履歴から、車両の速度を検出することもできる。例えば、最新のＧＰＳ測位位置および時刻と１つ前のＧＰＳ測位位置および時刻とから２地点間の距離と時間がわかるから車両の速度を検出することができる。車両速度検出手段１３によって検出された車両速度（車速）は、後述する車両位置マークの表示に際して用いられる。
【００４１】
地図記憶手段１４は、道路の分岐地点等の結節点をノードとする道路ノードデータと、それぞれのノード間を結ぶ経路をリンクとした道路リンクデータと、地形図データとを含む地図情報を記憶している。
【００４２】
道路ノードデータには、道路ノード番号、位置座標、接続リンク本数、分岐地点名称等が含まれる他、分岐地点から所定距離だけ離れた案内地点において、右左折、直進等の経路案内を行う経路案内データ及び案内地点の位置座標が記憶されている。
【００４３】
道路リンクデータには、始点及び終点となる道路ノード番号、道路種別、ノード間の距離情報であるリンク長（リンクコスト）、所要時間、車線数、車道幅などが含まれる。道路リンクデータには、さらに、リンク属性として橋、トンネル、踏切、料金所、制限速度等のデータが付与される。道路種別とは、高速道路や有料道路の別、国道や都道府県道等の別を含む情報である。
【００４４】
地形図データには、海岸線、湖沼、河川形状などの水系データ、行政境界データ、駐車場をはじめとする施設位置、施設形状、施設名称を含む施設データからなる背景データが含まれる。
【００４５】
制御手段１０は、経路探索手段として機能し、ユーザが後述する入力手段１６を用いて目的地を入力すると、地図記憶手段１４に記憶されている地図情報を参照し、現在地又はドライバによって指定された出発地から目的地に至る最適な案内経路を探索するものである。
【００４６】
案内経路の探索は、現在地又は出発地に対応する道路ノードから目的地に対応する道路ノードまでに至るリンクとノードをダイクストラ法等の各種の手法によって探索し、リンク長（リンクコスト）や所要時間等を累積し、総リンク長（走行距離）又は総所要時間等が最短となる経路を最適な案内経路とし、当該経路に属する道路ノードやリンクを案内経路データとして提供するものである。
【００４７】
入力手段１６は、ナビゲーション装置１０における操作入力や出発地、目的地の入力を行う各種キー、スイッチ等から構成される。
【００４８】
表示手段１７は、地図画像や案内経路画像、さらには、所定の案内地点において、分岐地点にかかる経路案内のための情報を表示してユーザが視認できるようにするためのものであり、液晶ディスプレイなどで構成される。また、表示手段１７はタッチセンサを備えた入力手段として機能させてもよい。この場合、ディスプレイ上に表示されたアイコンをユーザが触れることで選択入力が行われる。
【００４９】
音声出力手段１８は、ナビゲーションに必要な音声ガイダンスや、テレビ放送の音声を出力するものである。
【００５０】
制御手段１０は、出発地から目的地までの経路を探索すると、地図記憶手段１４から車両の位置を中心とする所定の範囲の地図データを読み出して表示手段１７に地図画像を表示させるとともに、経路の画像、車両の位置を示す車両位置マーク（現在位置マーク）を地図画像上に表示させる。
【００５１】
本実施例にかかるナビゲーション装置１においては、表示手段１７に車両位置マークを表示するにあたって、図６において説明したＧＰＳ測位位置と実際の車両位置とのずれを調整する。すなわち、車両位置表示制御手段１９は、車両速度検出手段１３によって検出された車両の走行速度（車速）を用いて、ＧＰＳ測位位置の演算に必要な時間の間に車両が走行する距離を算出して車両の推定位置を求め、この車両の推定位置に基づいて車両位置マークの表示位置を調整する。
【００５２】
図２は、本発明にかかる車両位置マークの表示位置の調整を説明するための模式図である。図２において、車両がＰ０の位置にある時にＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星信号を受信したものとする。ＧＰＳ受信機はＧＰＳ衛星から受信した衛星信号に基づいてＧＰＳ測位位置を算出する。位置を算出するのに１ｓｅｃ（１秒）演算時間が必要であるとすると、ＧＰＳ測位位置が得られた時に、車両の１秒前の走行速度がわかれば、ＧＰＳ測位位置Ｐ０からどれだけ先の位置に車両が到達しているかを推定することができる。すなわち、車両が時速６０Ｋｍの速度で走行していた場合、位置Ｐ０で受信したＧＰＳ衛星信号に基づいて位置が算出された時には、車両は約１７ｍ先の位置Ｐ１にある。
【００５３】
従って、車両位置表示制御手段１９は、ＧＰＳ測位位置が算出された時点で、位置Ｐ０から１秒間に車両が走行した距離を車速に基づいて算出して車両の推定位置（位置Ｐ１）を求める。その際に用いる車速は、１秒（ＧＰＳ測位に必要な演算時間）前の車両の走行速度であることが好ましい。従って、ＧＰＳ衛星信号あるいは自律航法手段１２により車両の走行速度を算出し、算出時刻とともに履歴情報として記憶しておく必要がある。一般的に自律航法手段１２を用いるナビゲーション装置においては位置を推測するために履歴情報を用いるので、本発明のために新たに履歴情報を記憶する必要はない。
【００５４】
また、車両が一定の速度で走行できている場合には、ＧＰＳ測位位置が算出された時の走行速度（リアルタイムで算出される車速そのもの）を用いて推定位置を算出しても誤差は大きくない。この場合には１秒前の車速に代えてリアルタイムに得られる車速そのものを用いて推定位置を求めればよい。
【００５５】
車両位置表示制御手段１９は、前述のようにして算出した車両の推定位置に基づいて表示手段１７に表示する車両位置マークの表示位置を調整する。最も単純には、推定位置を車両位置マーク表示位置とすればよい。図２を参照すると、位置Ｐ１に車両位置マークＭを表示する。
【００５６】
車両が直進している場合には、上記のように推定位置に基づいて車両位置マークの表示位置を調整すれば、適切な位置に表示することができる。しかしながら、車両が交差点を右折あるいは左折するなどして進行方向が変化した場合には、推定位置は車両の直進方向の位置として算出されてしまい、実際の車両位置（右折または左折した位置）とは異なる位置に車両位置マークが表示されてしまう。
【００５７】
そこで、本発明においては、車速の変化や車両の進行方向の変化を判別し、車両の交差点における進行方向の変化を検出したら、前述のようにして算出した推定位置よりも手前に車両位置マークを表示し、または、進行方向が検出された方向に車両位置マークを表示するように調整することで、適切な車両位置マークの表示を行うようにする。あるいは、この場合には、次のＧＰＳ測位位置に基づく車両位置マークの表示まで車両位置マークの表示を中断するようにしてもよい。
【００５８】
図３は、交差点における車両位置マークの表示位置の調整を説明するための模式図である。車両が交差点の手前の位置Ｐ０にある時にＧＰＳ信号を受信して測位を開始したものとすると、演算時間１秒後にはＰ０の位置情報が算出される。ここで、演算中に車両が交差点を左折して矢印Ａの方向に進行方向が変化したとする。先に説明した手順で算出した車両の推定位置は、車両の進行方向の変更を考慮したものではなく直進を前提として算出したものであるからそれに基づいて車両位置マークを表示すると、車両の実際の進行にあったものではなくなる。
【００５９】
そこで、この場合、車両位置表示制御手段１９は、図２を参照して説明した手順により算出した推定位置よりも手前、例えば１秒後の位置までの距離の半分の位置に車両位置マークＭを表示する。このようにすれば、交差点の中に車両位置マークＭが表示され、ユーザに違和感を与えることがない。１秒後の位置までの距離の半分の位置は、ＧＰＳ測位位置と算出した推定位置とから容易に算出することができる。あるいは、推定位置を算出する際に取得した１秒前の車速を１／２として算出してもよい。
【００６０】
また、進行方向の変化を検出した場合には、次のＧＰＳ測位位置に基づく車両位置マークの表示まで車両位置マークの表示を中断するようにしてもよい。
【００６１】
通常、交差点などを右左折する場合には減速する運転操作がなされる。従って、自律航法手段１２に含まれる加速度センサの出力を処理して減速が検出されたら進行方向が変更されたものと判別することができる。その際、角速度センサの出力も同時に処理し、進行方向の変化を検出して交差点などにおける右左折を判別してもよい。
【００６２】
角速度センサの出力を処理して車両が左右どちらに進行したかがわかれば、推定位置までの距離を進行方向の変化に応じて按分し、車両が交差点を曲がった位置に車両位置マークを表示するように制御することも可能になる。
【００６３】
次に、本発明の実施例にかかるナビゲーション装置における車両位置マークの表示位置の調整の手順について、図４、図５のフローチャートを参照して説明する。図４は、車両が直進している場合の調整手順を、図５は、車両が交差点を右左折して進行方向が変化した場合の調整手順を示している。なお、以下のフローチャートの説明においては、ＧＰＳ衛星信号を受信して位置を算出するのに要する時間は１秒である場合を例にしている。
【００６４】
図４において、先ず、ＧＰＳ受信機１１はＧＰＳ衛星からの信号を受信し、位置の算出を開始し（ステップＳ１０１）、１秒後にはＧＰＳによる測位位置（緯度・経度）が算出される（ステップＳ１０２）。
【００６５】
次に、車両速度検出手段１３は、１秒前、すなわち、ＧＰＳ衛星信号受信時の加速度センサ、角速度センサの出力を取得し（ステップＳ１０３）、車両の走行速度を算出する（ステップＳ１０４）。この処理で算出された車速は、１秒前、すなわち、ＧＰＳ受信機１１でＧＰＳ衛星信号受信した時の車両の速度である。なお、加速度センサ、角速度センサの出力を随時ＲＡＭ１０２などに記憶しておくことで、１秒前、すなわち、ＧＰＳ衛星信号受信時の加速度センサ、角速度センサの出力を取得することができる。
【００６６】
ＧＰＳ測位位置はステップＳ１０２で算出済であるから、車両位置表示制御手段１９は車両速度を用いて、ＧＰＳ測位位置から１秒後の車両位置（推定位置）を算出する（ステップＳ１０５）。そして、推定位置に車両位置マークＭ（図２参照）を表示するように調整する（ステップＳ１０６）。
【００６７】
車両が直進している場合は、このような処理手順で車両位置マークを表示すれば、実際の車両位置とさほど違いのない位置に車両位置マークを表示することができる。交差点などで車両が右左折した場合は、図５に示す手順で車両位置マークを調整して表示する。
【００６８】
図５において、先ず、ＧＰＳ受信機１１はＧＰＳ衛星からの信号を受信し、位置の算出を開始する（ステップＳ２０１）。そして、車両位置表示制御手段１９は、ステップＳ２０２の処理において、加速度センサ、角速度センサの出力を取得し（ステップＳ２０２）、取得した加速度センサ、角速度センサの出力値が所定の条件範囲であるか否かを判別する（ステップＳ２０３）。
【００６９】
ここでの判別は車両が進行方向を変えたか否か（交差点を右折または左折したか否か）を識別するものである。進行方向の変更にあたって車両は減速するものであるから加速度センサ出力を用いて一定の速度範囲の減速があったか否かを検出する。また、角速度センサ出力を用いて車両の進行方向が一定の範囲以上変更されたか否かにより交差点を車両が右左折したか否かを判別することができる。
【００７０】
ステップＳ２０３の判別処理で、車両の交差点を右折または左折（進行方向の変化）が判別されなければ（ステップＳ２０３のＮＯ）、処理は図４のステップＳ１０２に進む。車両の交差点を右折または左折が判別されると（ステップＳ２０３のＹＥＳ）、処理はステップＳ２０４に進む。
【００７１】
なお、ステップＳ２０３の判別処理において、車両の交差点を右折または左折（進行方向の変化）が判別されない場合であっても、ＧＰＳ受信機１１によるＧＰＳ測位位置が算出されるまでの間、すなわち、ＧＰＳ受信機による演算時間中は、ステップＳ２０３の処理を繰り返して行なうことが好ましい。つまり、ＧＰＳ受信機１１による演算時間中に、車両の進行方向の変化、急激な加減速が行なわれたか否かを判別することが好ましい。
【００７２】
ステップＳ２０４〜ステップＳ２０７の処理は、図４のステップＳ１０２〜ステップＳ１０５の処理と同様の処理である。ステップＳ２０４において、ＧＰＳによる測位位置（緯度・経度）が算出され（ステップＳ２０４）、次に、車両速度検出手段１３は、１秒前、すなわち、ＧＰＳ衛星信号受信時の加速度センサ、角速度センサの出力を取得し（ステップＳ２０５）、車両の走行速度を算出する（ステップＳ２０６）。そして、車両位置表示制御手段１９は車両の走行速度を用いて、ＧＰＳ測位位置から１秒後の車両位置（推定位置）を算出する（ステップＳ２０７）。
【００７３】
次に、車両位置表示制御手段１９は推定位置を用いて、次のような車両位置マーク表示位置の調整を行う（ステップＳ２０８）。すなわち、算出した推定位置よりも手前、例えば１秒後の位置までの距離の半分の位置に車両位置マークＭを表示する。このようにすれば、交差点の中に車両位置マークＭが表示される（図３参照）。
【００７４】
この車両位置マークの表示位置の調整は上記に限られない。推定位置までの距離を進行方向の変化に応じて按分し、車両が交差点を曲がった位置に車両位置マークを表示するように調整してもよく、次のＧＰＳ測位位置に基づく車両位置マークの表示まで車両位置マークの表示を中断するようにしてもよい。また、ＧＰＳ測位位置に車両位置マークを表示してもよい。
【００７５】
なお、以上説明した手順は、ＧＰＳ測位位置の演算が完了した時点において、演算に要する時間（前述の説明の場合１秒）に相当する時間だけ前の車両速度を使って、ＧＰＳ測位位置から１秒後の車両の推定位置を算出するものであったが、車両位置の履歴情報を記憶している場合には、ＧＰＳ衛星信号を受信し測位演算を開始した時点において、その時点の車速を検出し、車両位置履歴からＧＰＳ衛星信号の受信位置を得て、１秒後の車両の推定位置を算出する手順を採用することもできる。すなわち、ＧＰＳ測位位置履歴が記憶してあれば、ＧＰＳ測位位置履歴を用い、何回かの測位位置間の平均距離、平均速度を算出することにより、ＧＰＳ信号受信位置（測位開始位置）がわかるから、ＧＰＳ信号受信時の車速を使って１秒後の推定位置を算出することができる。
【００７６】
また、上記実施例では、ＧＰＳ受信機１１の演算時間中に、進行方向を変えたか否かを判別し、車両位置マークを表示する位置を調節したが、これに限ることはなく、急激な加速または減速があったか否かで判別してもよい。
【００７７】
また、ＧＰＳ受信機１１の演算時間中に、進行方向を変えた、または、急激な加減速を行なったと判別した際、ＧＰＳ受信機により得られるＧＰＳ測位位置と地図情報とに基づき、車両が交差点など曲がり角付近にいるか否かを判別し、車両が交差点など曲がり角付近にいる場合にのみ、車両位置マークを表示する位置を調節してもよい。
【００７８】
さらに、案内経路に沿って車両が走行している場合に、案内経路上の曲がり角で、加速度センサ、角速度センサの出力値が所定の条件範囲であるか否かを判別する際、所定の条件範囲を狭めてもよい。すなわち、案内経路上の曲がり角では、進行方向の変化を判別しやすくしてもよい。
【００７９】
なお、上記実施例は、車載可能なナビゲーション装置を例に本発明を説明したが、本発明は車載用のナビゲーション装置に限られるものではなく、歩行者用のナビゲーション装置であってもよく、一般的な現在位置表示装置にも適用することができる。その場合、図１の車両速度検出手段１３を速度検出手段として、また、車両位置表示制御手段１９を表示制御手段として構成すればよい。
【符号の説明】
【００８０】
１・・・・・ナビゲーション装置
１０・・・・制御手段
１０１・・・ＲＯＭ
１０２・・・ＲＡＭ
１１・・・・ＧＰＳ受信機
１２・・・・自律航法手段
１３・・・・車両速度検出手段
１４・・・・地図記憶手段
１５・・・・測位履歴記憶手段
１６・・・・入力手段
１７・・・・表示手段
１８・・・・音声出力手段
１９・・・・車両位置表示制御手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現在位置を表示する現在位置表示装置に関するものであり、特に、ＧＰＳ受信機によりＧＰＳ衛星信号を受信して現在位置を算出する現在位置表示装置において、ＧＰＳ衛星信号に基づいて現在位置を算出するのに必要な演算時間を考慮して現在位置を適正に表示するようにした現在位置表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Global Positioning System）に代表される全世界航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite Systems）を利用し、車両の現在位置を検出してユーザに走行路を案内する車載用ナビゲーション装置が知られている。
【０００３】
また、車載されたナビゲーション装置と携帯電話などの移動体端末とを併用し、ナビゲーション装置により取得した案内経路の情報を移動体端末に引き継ぎ、車両から離れた場合にもナビゲーションの情報を継続して利用できるようにする技術も、種々提案されている。
【０００４】
更に、最近では、車載用、携帯用に兼用可能なナビゲーション装置も提供されており、車載する場合はダッシュボードに取り付けられたクレードルなどの取り付け具にナビゲーション装置を取り付け、車両から電源を供給して使用し、携帯する場合にはクレードルからナビゲーション装置を取り外して電池などの内部電源から電源を供給して使用するように構成されるのが一般的である。
【０００５】
このようなナビゲーション装置を用いれば、出発地から目的地周辺の駐車場（経由地）まで自動車で移動し、駐車場から所望の目的地まで徒歩で移動する案内経路を探索し、自動車と徒歩による経路の案内を受けることができる。この場合、ナビゲーション装置が車両に搭載されている間は車両のバッテリからアクセサリー電源供給部などから電源供給を受け、車両が駐車場に到着してナビゲーション装置がクレードルなどの取り付け具から取り外されると、自動的にナビゲーション装置の内部電源に切り替わり、ナビゲーション装置を携帯した状態で経路案内を継続して受けるようになる。
【０００６】
ＧＰＳを利用した衛星航法装置を用いる場合、複数のＧＰＳ衛星が送信する衛星電波を受信して位置を算出する。衛星電波には、アルマナックデータ及びエフェメリスデータの２種類のデータが含まれる。アルマナックデータは、全人工衛星の軌道情報及び衛星時計の補正情報を含み、エフェメリスデータは、各人工衛星の詳細な位置情報及び衛星電波を発射した時刻情報を含む。ＧＰＳ受信機は衛星電波を受信し、アルマナックデータ及びエフェメリスデータに基づき、緯度情報及び経度情報からなる現在位置を算出する。
【０００７】
ＧＰＳを利用した衛星航法装置を用いたナビゲーション装置は、例えば下記の特許文献１（特開２００１−２３５３３６号公報）に車載用ナビゲーション装置の発明として開示されている。このナビゲーション装置は、車両の現在位置を示す位置マークを地図に重畳して表示する車載用ナビゲーション装置において、現在位置を検出するＧＰＳアンテナと、当該ＧＰＳアンテナの車両内における設置位置を入力する操作部と、を備えたものであり、現在位置を検出するＧＰＳアンテナの設置位置を入力することで、車両の前端部の位置と当該設置位置とを地図表示上区別することができるようにして運転者の運転感覚により合致した位置に自車マークを表示することができるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２３５３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ＧＰＳを利用した衛星航法装置を用いる場合、複数のＧＰＳ衛星から信号を受信し、受信した衛星信号を解析して現在位置を算出するには、一定の演算時間を要する。演算に用いるプロセッサの処理能力にもよるが、一般的には１秒程度の演算時間が必要とされる。演算に１秒かかるとした場合、ナビゲーション装置が車両に設置されている場合、徒歩移動に比べてその移動速度は早く、例えば、時速６０Ｋｍで車両が走行している場合には、現在位置が算出された時点では、ＧＰＳ信号を受信した地点から約１７ｍ進んでいることになる。
【００１０】
従って、ＧＰＳ信号に基づいて算出した現在位置をそのまま表示すると、表示された現在位置に対して、実際の車両位置は約１７ｍ進んだ位置にあり、走行経路上の地点によっては、利用者に違和感を与えるという問題を生じる。例えば、著名なランドマーク近辺を走行している時には、車両は実際にはそのランドマークを通過しているにもかかわらず、画面に表示された現在位置はランドマークの手前にあるということが起こり、利用者にナビゲーション装置の不具合と誤解されることにもなる。
【００１１】
図６は、ＧＰＳ受信機によって測位が開始された時点と、演算処理の結果として位置情報が算出された時点と、車両の位置との関係を示す模式図である。図６において車両がＰ０の位置にある時にＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星信号を受信したものとする。ＧＰＳ受信機はＧＰＳ衛星から受信した衛星信号に基づいて位置を算出し、算出した位置に車両位置マークＭを表示する。以下、衛星信号に基づいて算出した位置をＧＰＳ測位位置という。
【００１２】
ところで、ＧＰＳ衛星から受信した衛星信号に基づいて位置を算出するには、所定の演算時間を要する。例えば、位置を算出するのに１ｓｅｃ（１秒）演算時間が必要であったとする。車両は道路を走行中であるから、例えば、車両が時速６０Ｋｍの速度で走行していたとすると、位置Ｐ０で受信したＧＰＳ衛星信号に基づいて位置が算出された時には、車両は約１７ｍ先の位置Ｐ１にあり、本来車両位置マークは位置Ｐ１に表示されなければならない。すなわち、ＧＰＳ測位位置と実際の車両位置とは、演算時間に車両が走行する距離だけ差が生じることになり、ＧＰＳ測位位置に表示された車両位置マークは正しい車両位置を示していないことになる。
【００１３】
このような車両位置マークのずれは、車両が道路を曲がることなく（進行方向を変えることなく）直線的に走行している場合にはそれ程重要な問題ではない。しかしながら、交差点など道路の曲折箇所において車両の進行方向が変わる可能性がある地点の前後においては、実際の車両位置に車両位置マークが表示されないと、ユーザに違和感を与えるという問題を生ずる。例えば、車両は既に交差点を右折、または左折したにもかかわらず、車両位置マークは交差点の手前に表示されるという不都合が生じることになる。
【００１４】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたナビゲーション装置においては、このような問題点に関する考察、解決方法は開示されていない。
【００１５】
本願の発明者は上記の問題点を解消すべく種々検討を重ねた結果、現在位置表示装置の移動速度に基づいて、ＧＰＳ信号受信時刻に対して該ＧＰＳ信号に基づく現在位置算出に要する時間だけ後の現在位置表示装置の推定位置を求め、この推定位置を現在位置として表示するようになせば上記の問題点を解消し得ることに想到して本発明を完成するに至ったものである。
【００１６】
すなわち、本発明は上記の問題点を解消することを目的とし、ＧＰＳ受信機によりＧＰＳ衛星信号を受信して現在位置を算出する現在位置表示装置において、ＧＰＳ衛星信号に基づいて現在位置を算出するのに必要な演算時間を考慮して現在位置を適正に表示するようにした現在位置表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するために、本願の請求項１にかかる発明は、
現在位置を算出し、該算出した現在位置に基づいて、表示手段に表示した地図上に現在位置マークを表示する現在位置表示装置において、
前記現在位置表示装置は、所定の時間毎にＧＰＳ衛星信号を受信し現在位置表示装置の位置をＧＰＳ測位位置として出力するＧＰＳ受信機と、
前記現在位置表示装置の移動速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段により検出された移動速度と前記ＧＰＳ測位位置とに基づき、前記ＧＰＳ測位位置の出力時の前記現在位置表示装置の位置を推定位置として算出し、該推定位置に前記現在位置マークを表示させる表示制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本願の請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる現在位置表示装置において、前記現在位置表示装置は、加速度センサおよび／または角速度センサを有する自律航法手段を備え、前記表示制御手段は、前記加速度センサおよび／または角速度センサの出力に基づいて走行状態の変化を判別した場合、前記現在位置マークの表示位置を調整することを特徴とする。
【００１９】
また、本願の請求項３にかかる発明は、請求項２にかかる現在位置表示装置において、前記表示制御手段は、交差点における走行状態の変化を判別した場合、前記現在位置マークの表示位置を調整することを特徴とする。
【００２０】
また、本願の請求項４にかかる発明は、請求項２又は３にかかる現在位置表示装置において、前記速度検出手段は、前記加速度センサの出力に基づいて前記現在位置表示装置の移動速度を検出することを特徴とする。
【００２１】
また、本願の請求項５にかかる発明は、請求項１乃至３にかかる現在位置表示装置において、前記現在位置表示装置は、前記ＧＰＳ受信機により算出されたＧＰＳ測位位置を記憶する測位位置記憶手段を備え、前記速度検出手段は、前記測位位置記憶手段に記憶されたＧＰＳ測位位置の履歴に基づいて移動速度を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１にかかる発明においては、現在位置表示装置は、所定の時間毎にＧＰＳ衛星信号を受信し現在位置表示装置の位置をＧＰＳ測位位置として出力するＧＰＳ受信機と、
前記現在位置表示装置の移動速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段により検出された移動速度と前記ＧＰＳ測位位置とに基づき、前記ＧＰＳ測位位置の出力時の前記現在位置表示装置の位置を推定位置として算出し、該推定位置に前記現在位置マークを表示させる表示制御手段と、を備える。
【００２３】
かかる構成によれば、ナビゲーション装置などの現在位置表示装置の移動速度に基づいて、ＧＰＳ信号受信時刻に対して該ＧＰＳ信号に基づく現在位置算出に要する時間だけ後の現在位置表示装置の推定位置に基づいて現在位置表示装置の現在位置マークを表示するから正しい位置に現在位置マークを表示することができるようになる。
【００２４】
請求項２にかかる発明においては、請求項１にかかる現在位置表示装置において、現在位置表示装置は、加速度センサおよび／または角速度センサを有する自律航法手段を備え、前記表示制御手段は、前記加速度センサおよび／または角速度センサの出力に基づいて走行状態の変化を判別した場合、前記現在位置マークの表示位置を調整する。表示制御手段は、交差点における走行状態の変化を判別した場合、前記現在位置マークの表示位置を調整する。
【００２５】
かかる構成によれば、現在位置表示装置が進行方向などを変更した場合に、例えば、直進方向の推定位置までの中間位置、中間位置の近傍に調整して現在位置マークを表示するから、誤った位置に現在位置マークが表示されることがない。
【００２６】
請求項３にかかる発明においては、請求項２にかかる現在位置表示装置において、表示制御手段は、交差点における走行状態の変化を判別した場合、前記現在位置マークの表示位置を調整する。
【００２７】
かかる構成によれば、交差点において現在位置表示装置が進行方向などを変更した場合に、例えば、直進方向の推定位置までの中間位置、中間位置の近傍に調整して現在位置マークを表示し、あるいは、現在位置マークを表示しないように調整するから、誤った位置に現在位置マークが表示されることがない。
【００２８】
請求項４にかかる発明においては、請求項２又は３にかかる現在位置表示装置において、速度検出手段は、前記加速度センサの出力に基づいて前記現在位置表示装置の移動速度を検出する。
【００２９】
かかる構成によれば、現在位置表示装置がリアルタイムに得た移動速度に基づいて、現在位置表示装置の推定位置を算出することができ、現在位置算出に要する時間だけ後の現在位置表示装置の推定位置に基づいて現在位置マークを表示するから正しい位置に現在位置マークを表示することができるようになる。
【００３０】
請求項５にかかる発明においては、請求項１乃至３にかかる現在位置表示装置において、
現在位置表示装置は、前記ＧＰＳ受信機により算出されたＧＰＳ測位位置を記憶する測位位置記憶手段を備え、
前記速度検出手段は、前記測位位置記憶手段に記憶されたＧＰＳ測位位置の履歴に基づいて移動速度を検出する。
【００３１】
かかる構成によれば、ＧＰＳ測位位置履歴を記憶しているので、ＧＰＳ測位位置履歴を用いて速度を検出するとともに、ＧＰＳ測位位置履歴を用いてＧＰＳ信号受信位置（測位開始位置）を算出して、ＧＰＳ信号受信時刻に対して該ＧＰＳ信号に基づく現在位置算出に要する時間だけ後の現在位置表示装置の推定位置に基づいて現在位置マークを表示することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例にかかる現在位置表示装置であるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明にかかる車両位置マークの表示位置の調整を説明するための模式図である。
【図３】交差点における車両位置マークの表示位置の調整を説明するための模式図である。
【図４】本発明にかかる車両位置マークの表示位置の調整の手順を示すフローチャートである。
【図５】交差点における車両位置マークの表示位置の調整の手順を示すフローチャートである。
【図６】ＧＰＳ信号の受信時点とＧＰＳ側位位置が算出された時点における車両位置の関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の具体例を実施例及び図面を用いて詳細に説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための現在位置表示装置を例示するものであって、本発明をこの現在位置表示装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態の現在位置表示装置にも等しく適応し得るものである。
【実施例】
【００３４】
図１は本発明の実施例にかかる現在位置表示装置であるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１は、以下に説明する実施例では、車両に搭載されて、ドライバに経路案内を行うとともに、走行中において、ドライバ以外の搭乗者にテレビ放送の視聴を可能とするものであってもよい。また、ナビゲーション装置１は、車両のダッシュボードに設置したクレードルなどの取り付け具を用いて、取り付け、取り外し可能な車載携帯兼用のものであってもよい。
【００３５】
ナビゲーション装置１は、図１に示すように、制御手段１０、ＧＰＳ受信機１１、自律航法手段１２、車両速度検出手段１３、地図記憶手段１４、測位位置記憶手段１５、入力手段１６、表示手段１７、音声出力手段１８、車両位置表示制御手段１９などを備えて構成されている。
【００３６】
制御手段１０は、ＲＯＭ１０１、ＲＡＭ１０２を有するマイクロプロセッサなどで構成され、ＲＯＭ１０１に記録された制御プログラムに従ってナビゲーション装置１の各部の動作を制御するものである。
【００３７】
ＧＰＳ受信機１１は、所定の時間間隔で、地球上空を周回している複数のＧＰＳ衛星から時刻情報を含む電波（衛星信号）を受信して、車両の位置情報（ＧＰＳ測位位置）を算出する。位置は緯度、経度で算出される。以下の説明においては、ＧＰＳ受信機１１は、１秒（１ｓｅｃ）の間隔でＧＰＳ衛星信号を受信し、ＧＰＳ測位位置を算出するものとするが、この時間間隔に限られるものではない。
【００３８】
自律航法手段１２は加速度センサ、ジャイロなどの角速度センサを有しており、ナビゲーション装置１の加速度、角速度を算出する。ＧＰＳ衛星信号が受信できないトンネルや地下街、地下駐車場、建物内の駐車場、あるいは、高層ビル街などＧＰＳ衛星信号の反射によるマルチパスの影響を受ける場所では、この自律航法手段１２によりナビゲーション装置１（車両）の位置を算出する。例えば、加速度センサ、角速度センサは１０ｍｓｅｃ毎に車両の加速度、角速度を出力するものであるが、各センサの出力間隔はこれに限られるものではない。
【００３９】
ＧＰＳ受信機１１によって算出されたＧＰＳ測位位置はＧＰＳ受信時刻とともに測位位置記憶手段１５に記憶され、制御手段１０は必要に応じてＧＰＳ測位位置の履歴を参照することができる。
【００４０】
車両速度検出手段１３は、自律航法手段１２に含まれる加速度センサの出力を２回積分することによって車両の速度を検出する。なお、車両速度検出手段１３は、自律航法手段１２によらず、測位位置記憶手段１５に記憶されたＧＰＳ測位位置の履歴から、車両の速度を検出することもできる。例えば、最新のＧＰＳ測位位置および時刻と１つ前のＧＰＳ測位位置および時刻とから２地点間の距離と時間がわかるから車両の速度を検出することができる。車両速度検出手段１３によって検出された車両速度（車速）は、後述する車両位置マークの表示に際して用いられる。
【００４１】
地図記憶手段１４は、道路の分岐地点等の結節点をノードとする道路ノードデータと、それぞれのノード間を結ぶ経路をリンクとした道路リンクデータと、地形図データとを含む地図情報を記憶している。
【００４２】
道路ノードデータには、道路ノード番号、位置座標、接続リンク本数、分岐地点名称等が含まれる他、分岐地点から所定距離だけ離れた案内地点において、右左折、直進等の経路案内を行う経路案内データ及び案内地点の位置座標が記憶されている。
【００４３】
道路リンクデータには、始点及び終点となる道路ノード番号、道路種別、ノード間の距離情報であるリンク長（リンクコスト）、所要時間、車線数、車道幅などが含まれる。道路リンクデータには、さらに、リンク属性として橋、トンネル、踏切、料金所、制限速度等のデータが付与される。道路種別とは、高速道路や有料道路の別、国道や都道府県道等の別を含む情報である。
【００４４】
地形図データには、海岸線、湖沼、河川形状などの水系データ、行政境界データ、駐車場をはじめとする施設位置、施設形状、施設名称を含む施設データからなる背景データが含まれる。
【００４５】
制御手段１０は、経路探索手段として機能し、ユーザが後述する入力手段１６を用いて目的地を入力すると、地図記憶手段１４に記憶されている地図情報を参照し、現在地又はドライバによって指定された出発地から目的地に至る最適な案内経路を探索するものである。
【００４６】
案内経路の探索は、現在地又は出発地に対応する道路ノードから目的地に対応する道路ノードまでに至るリンクとノードをダイクストラ法等の各種の手法によって探索し、リンク長（リンクコスト）や所要時間等を累積し、総リンク長（走行距離）又は総所要時間等が最短となる経路を最適な案内経路とし、当該経路に属する道路ノードやリンクを案内経路データとして提供するものである。
【００４７】
入力手段１６は、ナビゲーション装置１０における操作入力や出発地、目的地の入力を行う各種キー、スイッチ等から構成される。
【００４８】
表示手段１７は、地図画像や案内経路画像、さらには、所定の案内地点において、分岐地点にかかる経路案内のための情報を表示してユーザが視認できるようにするためのものであり、液晶ディスプレイなどで構成される。また、表示手段１７はタッチセンサを備えた入力手段として機能させてもよい。この場合、ディスプレイ上に表示されたアイコンをユーザが触れることで選択入力が行われる。
【００４９】
音声出力手段１８は、ナビゲーションに必要な音声ガイダンスや、テレビ放送の音声を出力するものである。
【００５０】
制御手段１０は、出発地から目的地までの経路を探索すると、地図記憶手段１４から車両の位置を中心とする所定の範囲の地図データを読み出して表示手段１７に地図画像を表示させるとともに、経路の画像、車両の位置を示す車両位置マーク（現在位置マーク）を地図画像上に表示させる。
【００５１】
本実施例にかかるナビゲーション装置１においては、表示手段１７に車両位置マークを表示するにあたって、図６において説明したＧＰＳ測位位置と実際の車両位置とのずれを調整する。すなわち、車両位置表示制御手段１９は、車両速度検出手段１３によって検出された車両の走行速度（車速）を用いて、ＧＰＳ測位位置の演算に必要な時間の間に車両が走行する距離を算出して車両の推定位置を求め、この車両の推定位置に基づいて車両位置マークの表示位置を調整する。
【００５２】
図２は、本発明にかかる車両位置マークの表示位置の調整を説明するための模式図である。図２において、車両がＰ０の位置にある時にＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星信号を受信したものとする。ＧＰＳ受信機はＧＰＳ衛星から受信した衛星信号に基づいてＧＰＳ測位位置を算出する。位置を算出するのに１ｓｅｃ（１秒）演算時間が必要であるとすると、ＧＰＳ測位位置が得られた時に、車両の１秒前の走行速度がわかれば、ＧＰＳ測位位置Ｐ０からどれだけ先の位置に車両が到達しているかを推定することができる。すなわち、車両が時速６０Ｋｍの速度で走行していた場合、位置Ｐ０で受信したＧＰＳ衛星信号に基づいて位置が算出された時には、車両は約１７ｍ先の位置Ｐ１にある。
【００５３】
従って、車両位置表示制御手段１９は、ＧＰＳ測位位置が算出された時点で、位置Ｐ０から１秒間に車両が走行した距離を車速に基づいて算出して車両の推定位置（位置Ｐ１）を求める。その際に用いる車速は、１秒（ＧＰＳ測位に必要な演算時間）前の車両の走行速度であることが好ましい。従って、ＧＰＳ衛星信号あるいは自律航法手段１２により車両の走行速度を算出し、算出時刻とともに履歴情報として記憶しておく必要がある。一般的に自律航法手段１２を用いるナビゲーション装置においては位置を推測するために履歴情報を用いるので、本発明のために新たに履歴情報を記憶する必要はない。
【００５４】
また、車両が一定の速度で走行できている場合には、ＧＰＳ測位位置が算出された時の走行速度（リアルタイムで算出される車速そのもの）を用いて推定位置を算出しても誤差は大きくない。この場合には１秒前の車速に代えてリアルタイムに得られる車速そのものを用いて推定位置を求めればよい。
【００５５】
車両位置表示制御手段１９は、前述のようにして算出した車両の推定位置に基づいて表示手段１７に表示する車両位置マークの表示位置を調整する。最も単純には、推定位置を車両位置マーク表示位置とすればよい。図２を参照すると、位置Ｐ１に車両位置マークＭを表示する。
【００５６】
車両が直進している場合には、上記のように推定位置に基づいて車両位置マークの表示位置を調整すれば、適切な位置に表示することができる。しかしながら、車両が交差点を右折あるいは左折するなどして進行方向が変化した場合には、推定位置は車両の直進方向の位置として算出されてしまい、実際の車両位置（右折または左折した位置）とは異なる位置に車両位置マークが表示されてしまう。
【００５７】
そこで、本発明においては、車速の変化や車両の進行方向の変化を判別し、車両の交差点における進行方向の変化を検出したら、前述のようにして算出した推定位置よりも手前に車両位置マークを表示し、または、進行方向が検出された方向に車両位置マークを表示するように調整することで、適切な車両位置マークの表示を行うようにする。あるいは、この場合には、次のＧＰＳ測位位置に基づく車両位置マークの表示まで車両位置マークの表示を中断するようにしてもよい。
【００５８】
図３は、交差点における車両位置マークの表示位置の調整を説明するための模式図である。車両が交差点の手前の位置Ｐ０にある時にＧＰＳ信号を受信して測位を開始したものとすると、演算時間１秒後にはＰ０の位置情報が算出される。ここで、演算中に車両が交差点を左折して矢印Ａの方向に進行方向が変化したとする。先に説明した手順で算出した車両の推定位置は、車両の進行方向の変更を考慮したものではなく直進を前提として算出したものであるからそれに基づいて車両位置マークを表示すると、車両の実際の進行にあったものではなくなる。
【００５９】
そこで、この場合、車両位置表示制御手段１９は、図２を参照して説明した手順により算出した推定位置よりも手前、例えば１秒後の位置までの距離の半分の位置に車両位置マークＭを表示する。このようにすれば、交差点の中に車両位置マークＭが表示され、ユーザに違和感を与えることがない。１秒後の位置までの距離の半分の位置は、ＧＰＳ測位位置と算出した推定位置とから容易に算出することができる。あるいは、推定位置を算出する際に取得した１秒前の車速を１／２として算出してもよい。
【００６０】
また、進行方向の変化を検出した場合には、次のＧＰＳ測位位置に基づく車両位置マークの表示まで車両位置マークの表示を中断するようにしてもよい。
【００６１】
通常、交差点などを右左折する場合には減速する運転操作がなされる。従って、自律航法手段１２に含まれる加速度センサの出力を処理して減速が検出されたら進行方向が変更されたものと判別することができる。その際、角速度センサの出力も同時に処理し、進行方向の変化を検出して交差点などにおける右左折を判別してもよい。
【００６２】
角速度センサの出力を処理して車両が左右どちらに進行したかがわかれば、推定位置までの距離を進行方向の変化に応じて按分し、車両が交差点を曲がった位置に車両位置マークを表示するように制御することも可能になる。
【００６３】
次に、本発明の実施例にかかるナビゲーション装置における車両位置マークの表示位置の調整の手順について、図４、図５のフローチャートを参照して説明する。図４は、車両が直進している場合の調整手順を、図５は、車両が交差点を右左折して進行方向が変化した場合の調整手順を示している。なお、以下のフローチャートの説明においては、ＧＰＳ衛星信号を受信して位置を算出するのに要する時間は１秒である場合を例にしている。
【００６４】
図４において、先ず、ＧＰＳ受信機１１はＧＰＳ衛星からの信号を受信し、位置の算出を開始し（ステップＳ１０１）、１秒後にはＧＰＳによる測位位置（緯度・経度）が算出される（ステップＳ１０２）。
【００６５】
次に、車両速度検出手段１３は、１秒前、すなわち、ＧＰＳ衛星信号受信時の加速度センサ、角速度センサの出力を取得し（ステップＳ１０３）、車両の走行速度を算出する（ステップＳ１０４）。この処理で算出された車速は、１秒前、すなわち、ＧＰＳ受信機１１でＧＰＳ衛星信号受信した時の車両の速度である。なお、加速度センサ、角速度センサの出力を随時ＲＡＭ１０２などに記憶しておくことで、１秒前、すなわち、ＧＰＳ衛星信号受信時の加速度センサ、角速度センサの出力を取得することができる。
【００６６】
ＧＰＳ測位位置はステップＳ１０２で算出済であるから、車両位置表示制御手段１９は車両速度を用いて、ＧＰＳ測位位置から１秒後の車両位置（推定位置）を算出する（ステップＳ１０５）。そして、推定位置に車両位置マークＭ（図２参照）を表示するように調整する（ステップＳ１０６）。
【００６７】
車両が直進している場合は、このような処理手順で車両位置マークを表示すれば、実際の車両位置とさほど違いのない位置に車両位置マークを表示することができる。交差点などで車両が右左折した場合は、図５に示す手順で車両位置マークを調整して表示する。
【００６８】
図５において、先ず、ＧＰＳ受信機１１はＧＰＳ衛星からの信号を受信し、位置の算出を開始する（ステップＳ２０１）。そして、車両位置表示制御手段１９は、ステップＳ２０２の処理において、加速度センサ、角速度センサの出力を取得し（ステップＳ２０２）、取得した加速度センサ、角速度センサの出力値が所定の条件範囲であるか否かを判別する（ステップＳ２０３）。
【００６９】
ここでの判別は車両が進行方向を変えたか否か（交差点を右折または左折したか否か）を識別するものである。進行方向の変更にあたって車両は減速するものであるから加速度センサ出力を用いて一定の速度範囲の減速があったか否かを検出する。また、角速度センサ出力を用いて車両の進行方向が一定の範囲以上変更されたか否かにより交差点を車両が右左折したか否かを判別することができる。
【００７０】
ステップＳ２０３の判別処理で、車両の交差点を右折または左折（進行方向の変化）が判別されなければ（ステップＳ２０３のＮＯ）、処理は図４のステップＳ１０２に進む。車両の交差点を右折または左折が判別されると（ステップＳ２０３のＹＥＳ）、処理はステップＳ２０４に進む。
【００７１】
なお、ステップＳ２０３の判別処理において、車両の交差点を右折または左折（進行方向の変化）が判別されない場合であっても、ＧＰＳ受信機１１によるＧＰＳ測位位置が算出されるまでの間、すなわち、ＧＰＳ受信機による演算時間中は、ステップＳ２０３の処理を繰り返して行なうことが好ましい。つまり、ＧＰＳ受信機１１による演算時間中に、車両の進行方向の変化、急激な加減速が行なわれたか否かを判別することが好ましい。
【００７２】
ステップＳ２０４〜ステップＳ２０７の処理は、図４のステップＳ１０２〜ステップＳ１０５の処理と同様の処理である。ステップＳ２０４において、ＧＰＳによる測位位置（緯度・経度）が算出され（ステップＳ２０４）、次に、車両速度検出手段１３は、１秒前、すなわち、ＧＰＳ衛星信号受信時の加速度センサ、角速度センサの出力を取得し（ステップＳ２０５）、車両の走行速度を算出する（ステップＳ２０６）。そして、車両位置表示制御手段１９は車両の走行速度を用いて、ＧＰＳ測位位置から１秒後の車両位置（推定位置）を算出する（ステップＳ２０７）。
【００７３】
次に、車両位置表示制御手段１９は推定位置を用いて、次のような車両位置マーク表示位置の調整を行う（ステップＳ２０８）。すなわち、算出した推定位置よりも手前、例えば１秒後の位置までの距離の半分の位置に車両位置マークＭを表示する。このようにすれば、交差点の中に車両位置マークＭが表示される（図３参照）。
【００７４】
この車両位置マークの表示位置の調整は上記に限られない。推定位置までの距離を進行方向の変化に応じて按分し、車両が交差点を曲がった位置に車両位置マークを表示するように調整してもよく、次のＧＰＳ測位位置に基づく車両位置マークの表示まで車両位置マークの表示を中断するようにしてもよい。また、ＧＰＳ測位位置に車両位置マークを表示してもよい。
【００７５】
なお、以上説明した手順は、ＧＰＳ測位位置の演算が完了した時点において、演算に要する時間（前述の説明の場合１秒）に相当する時間だけ前の車両速度を使って、ＧＰＳ測位位置から１秒後の車両の推定位置を算出するものであったが、車両位置の履歴情報を記憶している場合には、ＧＰＳ衛星信号を受信し測位演算を開始した時点において、その時点の車速を検出し、車両位置履歴からＧＰＳ衛星信号の受信位置を得て、１秒後の車両の推定位置を算出する手順を採用することもできる。すなわち、ＧＰＳ測位位置履歴が記憶してあれば、ＧＰＳ測位位置履歴を用い、何回かの測位位置間の平均距離、平均速度を算出することにより、ＧＰＳ信号受信位置（測位開始位置）がわかるから、ＧＰＳ信号受信時の車速を使って１秒後の推定位置を算出することができる。
【００７６】
また、上記実施例では、ＧＰＳ受信機１１の演算時間中に、進行方向を変えたか否かを判別し、車両位置マークを表示する位置を調節したが、これに限ることはなく、急激な加速または減速があったか否かで判別してもよい。
【００７７】
また、ＧＰＳ受信機１１の演算時間中に、進行方向を変えた、または、急激な加減速を行なったと判別した際、ＧＰＳ受信機により得られるＧＰＳ測位位置と地図情報とに基づき、車両が交差点など曲がり角付近にいるか否かを判別し、車両が交差点など曲がり角付近にいる場合にのみ、車両位置マークを表示する位置を調節してもよい。
【００７８】
さらに、案内経路に沿って車両が走行している場合に、案内経路上の曲がり角で、加速度センサ、角速度センサの出力値が所定の条件範囲であるか否かを判別する際、所定の条件範囲を狭めてもよい。すなわち、案内経路上の曲がり角では、進行方向の変化を判別しやすくしてもよい。
【００７９】
なお、上記実施例は、車載可能なナビゲーション装置を例に本発明を説明したが、本発明は車載用のナビゲーション装置に限られるものではなく、歩行者用のナビゲーション装置であってもよく、一般的な現在位置表示装置にも適用することができる。その場合、図１の車両速度検出手段１３を速度検出手段として、また、車両位置表示制御手段１９を表示制御手段として構成すればよい。
【符号の説明】
【００８０】
１・・・・・ナビゲーション装置
１０・・・・制御手段
１０１・・・ＲＯＭ
１０２・・・ＲＡＭ
１１・・・・ＧＰＳ受信機
１２・・・・自律航法手段
１３・・・・車両速度検出手段
１４・・・・地図記憶手段
１５・・・・測位履歴記憶手段
１６・・・・入力手段
１７・・・・表示手段
１８・・・・音声出力手段
１９・・・・車両位置表示制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現在位置を算出し、該算出した現在位置に基づいて、表示手段に表示した地図上に現在位置マークを表示する現在位置表示装置において、
前記現在位置表示装置は、所定の時間毎にＧＰＳ衛星信号を受信し現在位置表示装置の位置をＧＰＳ測位位置として出力するＧＰＳ受信機と、
前記現在位置表示装置の移動速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段により検出された移動速度と前記ＧＰＳ測位位置とに基づき、前記ＧＰＳ測位位置の出力時の前記現在位置表示装置の位置を推定位置として算出し、該推定位置に前記現在位置マークを表示させる表示制御手段と、を備えたことを特徴とする現在位置表示装置。
【請求項２】
前記現在位置表示装置は、加速度センサおよび／または角速度センサを有する自律航法手段を備え、前記表示制御手段は、前記加速度センサおよび／または角速度センサの出力に基づいて走行状態の変化を判別した場合、前記現在位置マークの表示位置を調整することを特徴とする請求項１に記載の現在位置表示装置。
【請求項３】
前記表示制御手段は、交差点における走行状態の変化を判別した場合、前記現在位置マークの表示位置を調整することを特徴とする請求項２に記載の現在位置表示装置。
【請求項４】
前記速度検出手段は、前記加速度センサの出力に基づいて前記現在位置表示装置の移動速度を検出することを特徴とする請求項２又は３に記載の現在位置表示装置。
【請求項５】
前記現在位置表示装置は、前記ＧＰＳ受信機により算出されたＧＰＳ測位位置を記憶する測位位置記憶手段を備え、
前記速度検出手段は、前記測位位置記憶手段に記憶されたＧＰＳ測位位置の履歴に基づいて移動速度を検出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の現在位置表示装置。
【請求項１】
現在位置を算出し、該算出した現在位置に基づいて、表示手段に表示した地図上に現在位置マークを表示する現在位置表示装置において、
前記現在位置表示装置は、所定の時間毎にＧＰＳ衛星信号を受信し現在位置表示装置の位置をＧＰＳ測位位置として出力するＧＰＳ受信機と、
前記現在位置表示装置の移動速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段により検出された移動速度と前記ＧＰＳ測位位置とに基づき、前記ＧＰＳ測位位置の出力時の前記現在位置表示装置の位置を推定位置として算出し、該推定位置に前記現在位置マークを表示させる表示制御手段と、を備えたことを特徴とする現在位置表示装置。
【請求項２】
前記現在位置表示装置は、加速度センサおよび／または角速度センサを有する自律航法手段を備え、前記表示制御手段は、前記加速度センサおよび／または角速度センサの出力に基づいて走行状態の変化を判別した場合、前記現在位置マークの表示位置を調整することを特徴とする請求項１に記載の現在位置表示装置。
【請求項３】
前記表示制御手段は、交差点における走行状態の変化を判別した場合、前記現在位置マークの表示位置を調整することを特徴とする請求項２に記載の現在位置表示装置。
【請求項４】
前記速度検出手段は、前記加速度センサの出力に基づいて前記現在位置表示装置の移動速度を検出することを特徴とする請求項２又は３に記載の現在位置表示装置。
【請求項５】
前記現在位置表示装置は、前記ＧＰＳ受信機により算出されたＧＰＳ測位位置を記憶する測位位置記憶手段を備え、
前記速度検出手段は、前記測位位置記憶手段に記憶されたＧＰＳ測位位置の履歴に基づいて移動速度を検出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の現在位置表示装置。
【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２０１１−１３７７０６（Ｐ２０１１−１３７７０６Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９７６１１（Ｐ２００９−２９７６１１）
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【出願人】（０００２１４８９２）三洋電機コンシューマエレクトロニクス株式会社 (1,582)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【出願人】（０００２１４８９２）三洋電機コンシューマエレクトロニクス株式会社 (1,582)
【Ｆターム（参考）】
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