自律測位プログラム、自律測位装置および自律測位方法
【課題】高精度かつ低負荷の自律測位を実現すること。
【解決手段】車両１０１は、搭載した自律測位装置１００によって、内蔵されたセンサから検出した移動距離および回転角に関する情報を利用して自律測位をおこなう。また、自律測位装置１００は、車両１０１が道路に配置された光ビーコン１０２（１０２−１〜１０２−ｎ）を通過することによって、光ビーコン１０２の配置場所を基準地点として位置情報を取得することができる。位置情報は、経緯度、高度といった基準地点の絶対位置を表す。したがって、自律測位装置１００は、自律測位結果と、位置情報とを連動させることによって、正確な移動軌跡を特定することができる。
【解決手段】車両１０１は、搭載した自律測位装置１００によって、内蔵されたセンサから検出した移動距離および回転角に関する情報を利用して自律測位をおこなう。また、自律測位装置１００は、車両１０１が道路に配置された光ビーコン１０２（１０２−１〜１０２−ｎ）を通過することによって、光ビーコン１０２の配置場所を基準地点として位置情報を取得することができる。位置情報は、経緯度、高度といった基準地点の絶対位置を表す。したがって、自律測位装置１００は、自律測位結果と、位置情報とを連動させることによって、正確な移動軌跡を特定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律測位をおこなう自律測位プログラム、自律測位装置および自律測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の自律測位技術では、移動距離と移動相対角度により自身の移動軌跡を算出し、自身の位置を検出している。自律測位は主にカーナビゲーションの車両測位としてＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）と併用して利用されており、自車の車速パルスとジャイロセンサを用いて実現している。
【０００３】
車速パルスとジャイロセンサは環境が変化することで出力する値が変化する。たとえば、タイヤの磨耗や急停車による熱膨張により車速パルスに応じた移動距離が変化する。また、車内の温度変化によりジャイロセンサの検出時の特性が変化する。そこで、自律測位については補正が必要となる。
【０００４】
また、近年では、ＧＰＳ測位と自律航法測位とを複合した自律測位技術が開示されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。具体的には、たとえば、ＧＰＳによる測位結果を正解としカルマンフィルタを用いて車速パルスとジャイロセンサ出力を補正する技術が提供されている。さらに、従来のカーナビゲーションでは、マップマッチングにより自律測位結果を補正することで、走行道路が判別できる程度の測位精度を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１７５７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術では、測位結果を補正する際にカルマンフィルタを用いているため、計算量が膨大になり、自律測位を実行するコンピュータの負荷が増大するという問題があった。また、走行車線を判別するような高精度な測位を実現するためには、マップマッチングでは補正しきれないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、高精度かつ低負荷の自律測位を実現することができる自律測位プログラム、自律測位装置および自律測位方法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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本開示技術は、移動体に搭載されたセンサによって検出された前記移動体の移動距離および回転角により前記移動体の自律測位を実行するコンピュータにおいて、前記移動体が基準地点を通過する都度、当該基準地点の位置情報を取得する処理と、位置情報が取得された前記移動体が通過済みの基準地点のうち、任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて、前記最新の基準地点における前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定する処理と、特定された方位測定の誤差範囲が生じる前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じて特定する処理と、特定された前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を出力する処理と、を含むことを要件とする。
【発明の効果】
【０００９】
本自律測位プログラム、自律測位装置および自律測位方法によれば、高精度かつ低負荷の自律測位を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１−１】本実施の形態にかかる自律測位の一例を示す説明図である。
【図１−２】車両の移動軌跡を示す説明図である。
【図２】自律測位の処理手順を示すブロック図である。
【図３】基準地点の位置情報取得手順を示す説明図である。
【図４】自律測位誤差の増加特性を示すグラフである。
【図５】基準地点における方位誤差の特性を示すグラフである。
【図６】軌跡推定誤差による方位誤差を示す説明図である。
【図７】基準地点測位誤差による方位誤差を示す説明図である。
【図８】自律測位誤差の特性を示すグラフである。
【図９】自律測位誤差と外部機器の測位誤差との比較を示すグラフである。
【図１０】自律測位装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１１−１】自律測位装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１１−２】初期方位の導出方法を示す説明図である。
【図１２】自律測位の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】取得データ蓄積の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】車速パルスカウントの処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】走行軌跡情報蓄積の処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】初期方位算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】基準方位算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図１８】基準方位誤差推定の処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】基準地点間の移動距離算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】基準地点測位誤差による方位誤差算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図２１】基準地点測位時の定義を示す説明図である。
【図２２】軌跡推定誤差による方位誤差算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図２３】基準地点方位誤差算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図２４】自車測位の処理手順を示すフローチャートである。
【図２５】測位誤差推定の処理手順を示すフローチャートである。
【図２６】測位技術判定の処理手順を示すフローチャートである。
【図２７】基準地点間の移動距離の一例を示す説明図である。
【図２８】基準地点間の移動距離と基準方位誤差との関係を示すグラフである。
【図２９】実施例２における初期方位算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図３０】最適基準地点選択の処理手順を示すフローチャートである。
【図３１】基準地点候補保存の処理手順を示すフローチャートである。
【図３２】基準地点候補抽出の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、本開示技術にかかる自律測位プログラム、自律測位装置および自律測位方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
（本実施の形態にかかる自律測位）
図１−１は、本実施の形態にかかる自律測位の一例を示す説明図である。図１−１のように本実施の形態では、車両１０１は、搭載した自律測位装置１００によって、内蔵されたセンサから検出した移動距離および回転角に関する情報を利用して自律測位をおこなう。また、自律測位装置１００は、車両１０１が道路に配置された光ビーコン１０２（１０２−１〜１０２−ｎ）を通過することによって、光ビーコン１０２の配置場所を基準地点として位置情報を取得することができる。位置情報は、経緯度、高度といった基準地点の絶対位置を表す。したがって、自律測位装置１００は、自律測位結果と、位置情報とを連動させることによって、正確な移動軌跡を特定することができる。
【００１３】
また、自律測位装置１００は、ＧＰＳ衛星１０３から発信されているＧＰＳ信号を受信することもできる。したがって、ＧＰＳ信号によって得られた位置情報を利用して走行軌跡を特定することもできる。そこで、自律測位装置１００は、自律測位結果と外部測位結果とを比較し、より高精度な測位結果を採用する。本実施の形態では、自律測位結果と外部測位結果とのいずれを採用するかの判断基準として、それぞれの測位誤差を参照する。したがって、自律測位装置１００の構成は、センサから取得した情報を利用して自律測位をおこなう機能部と、測位結果の誤差範囲を特定する機能部との２つに大別される。
【００１４】
（移動軌跡）
図１−２は、車両の移動軌跡を示す説明図である。ここで、自律測位装置１００によって特定される車両１０１の移動軌跡について説明する。（Ａ）において、車両１０１は、道路１１０に設置された光ビーコンＰ（たとえば図１−１の光ビーコン１０２）からダウンリンクされる位置情報（光ビーコンの位置座標）を受信しながら道路１１０を走行する。
【００１５】
（Ｂ）は、（Ａ）の任意の領域である楕円部分を拡大した図である。ここでは、光ビーコンＰを車両１０１が通過した順にＰＡ，ＰＢ，ＰＣとする。ＬＡＢは光ビーコンＰＡ，ＰＢ間距離であり、ＬＢＣは光ビーコンＰＢ，ＰＣ間距離である。また、白丸で示した地点Ｐａ〜Ｐｃは、光ビーコンＰＡ〜ＰＣを通過したときの車両１０１の位置である。なお、車両１０１の実際の現在位置はＰＣであり、自律測位された車両１０１の計算上の現在位置はＰｃである。
【００１６】
また、Ｖａｂは地点Ｐａ，Ｐｂ間の車両１０１の移動軌跡であり、Ｖｂｃは地点Ｐｂ，Ｐｃ間の車両１０１の移動軌跡である。移動軌跡Ｖａｂ，Ｖｂｃは、ベクトルｖを連結したベクトル列である。ベクトルｖは車両１０１の進行方向を示しており、車両１０１の車速パルス１パルス分の移動距離および移動回転角θという成分を含む。移動回転角θはジャイロセンサにより検出可能な成分である。
【００１７】
（Ｃ）は、（Ｂ）の任意の領域である楕円部分を拡大した図である。（Ｃ）では、車速パルスが連続するベクトルｖn-1とベクトルｖnを示している。ベクトルｖn-1はｎ−１番目の車速パルスにおけるベクトルを示しており、ベクトルｖnはｎ番目の車速パルスにおけるベクトルを示している。移動距離は車速パルス１パルスあたりの車両１０１の移動距離である。移動回転角θnは、ベクトルｖn-1が指し示す進行方向を基準とした移動回転角θである。本実施の形態では、これらの情報を有効活用することで、計算量を抑えて、かつ自律測位の精度向上を図ることができる。
【００１８】
（自律測位）
図２は、自律測位の処理手順を示すブロック図である。図２のように、本実施の形態では、センサ部２００によって、車両１０１の移動距離と回転角度に関する情報を取得する。図２では、移動距離を検出するためのジャイロと回転角度を検出するための車速（パルス）との各種センサを利用しているが、特にこれらに限定されず、移動距離と回転角度を検出するセンサであれば、他のセンサを利用してもよい。
【００１９】
自律測位をおこなうには、まず、方位算出部２１０によって、光ビーコン１０２が配置された基準地点に基づいた基準方位２０１と、ジャイロから検出された回転角度とを用いて車両１０１の絶対方位を算出する。さらに、位置算出部２２０によって、方位算出部２１０から取得した絶対方位と、車速（パルス）から検出された移動距離と、基準地点の位置情報に基づいた基準位置２０２とを用いて現在位置情報２０３を算出する。
【００２０】
図３は、基準地点の位置情報取得手順を示す説明図である。本実施の形態において車両１０１は、光ビーコン１０２によって位置情報を取得した地点を基準地点とする。図３の場合、車両１０１が初めて取得した基準地点を基準地点＃１とし、最新の基準地点を基準地点＃ｎとする。なお、以下の説明では基準地点によって取得される方位情報（車両１０１がどちらの方角を向いているかを表す情報）を基準方位情報と呼ぶ。また、基準地点によって取得される絶対位置情報を基準位置情報と呼ぶ。車両１０１に搭載された自律測位装置１００によって測定された移動距離と回転角度とが表す走行軌跡Ｒを各基準地点にて取得される基準位置情報によって調整することで絶対的な走行軌跡Ｒを特定することができる。
【００２１】
（自律測位誤差の特定）
図４は、自律測位誤差の増加特性を示すグラフである。図４のグラフのように、車両１０１に自律測位装置１００を搭載した場合、誤差測位は移動距離に伴って累積されるため、曲線４０１のような増加特性を示す。曲線４０１が示す測位誤差は、自律測位装置１００における測位に関する要素に依存する。測位に関する要素としては、基準方位誤差が挙げられる。したがって、自律測位装置１００では、測位誤差を特定するために、まず、基準地点における車両１０１の方位誤差である基準方位誤差を特定する処理がおこなわれる。
【００２２】
図５は、基準地点における方位誤差の特性を示すグラフである。図５のグラフでは、基準地点＃１〜＃ｎまでの移動距離に応じた基準方位誤差を表している。基準方位誤差には、軌跡推定誤差によって生じる方位誤差と、基準地点測位誤差により生じる方位誤差との２種類がある。図５において、曲線５０１は、軌跡推定誤差によって生じる方位誤差を表し、曲線５０２は、基準地点測位誤差により生じる方位誤差を表す。そして、基準地点＃１〜＃ｎまでの移動距離に応じた基準方位誤差の特性は、曲線５０１と曲線５０２とを加算した曲線５０３によって表される。
【００２３】
図６は、軌跡推定誤差による方位誤差を示す説明図である。図６のように軌跡推定誤差とは、車両１０１に搭載されたセンサ部２００を構成する各種センサ（たとえばジャイロセンサや車速パルス発生器）の測定機能に依存した誤差である。したがって、発生する誤差範囲は各種センサの仕様を参照することによって特定することができる。また、軌跡推定誤差は、図６に示すように、たとえば最初に位置情報を取得した基準地点＃１においてθ１の誤差が発生し、つぎに位置情報を取得した基準地点＃２においてθ２の誤差が発生するといったように、移動距離に応じて誤差が蓄積していく。したがって、軌跡推定誤差によって生じる方位誤差は、図５の曲線５０１のように、基準地点＃１〜＃ｎまでの移動距離に応じて一次関数的に増加する特性をもつ。
【００２４】
図７は、基準地点測位誤差による方位誤差を示す説明図である。図７のように、基準地点測位誤差とは、実際の基準地点の位置と位置情報を取得して測位された基準地点の位置情報とのズレによって発生する方位測位の誤差範囲を表す。実際の基準地点の位置は、経緯度によってある一点の座標（ｘ、ｙ）が指定されるが、位置情報を取得して測位される基準地点には、仕様に応じた範囲のズレが含まれてしまう。
【００２５】
具体的には、図７のように、基準地点＃１として一点の座標が指定されていても、実際には、黒い四角で表した範囲のズレが生じてしまう。当然、基準地点にズレが生じていれば、方位測位が正しくおこなわれても測位結果としては誤差を含んでしまう。すなわち、基準地点の測位誤差を考慮した場合に生じる基準地点＃ｎにおける方位誤差の最悪値が基準地点測位誤差による方位誤差である。
【００２６】
なお、基準地点測位誤差による方位誤差の場合、基準地点＃１、基準地点＃２と測位に利用する位置情報が累積されることによって、基準地点測位の誤差範囲が限定されるため、移動距離が延びるほど誤差範囲が縮小する（図７の場合基準地点＃ｎでは方位誤差は角度φの範囲）。したがって、図５の曲線５０２のように、基準地点＃１〜＃ｎまでの移動距離に応じて反比例関数のように方位誤差が減少する特性をもつ。
【００２７】
図８は、自律測位誤差の特性を示すグラフである。自律測位誤差は、基準地点測位誤差と、ジャイロ・車速パルスといった各種センサ固有の測位誤差（仕様より特定することができる）と、図５にて説明した基準方位誤差とを加算することによって求めることができる。そして、自律測位誤差は、基準地点＃ｎからの車両移動距離に依存している。したがって、車両１０１の移動距離を車速パルス発生器などでカウントすることにより、車両１０１の現在の自律測位誤差を推測することができる。
【００２８】
図８のグラフでは、基準地点測位誤差（１）を表す直線８０１と、ジャイロ・車速パルスによる測位誤差（２）を表す曲線８０２と、基準方位誤差により生じる測位誤差（３）を表す直線８０３とを加算した曲線８０４が、自律測位装置１００を利用して車両１０１の自律測位をおこなった場合の基準地点＃ｎからの移動距離に応じた自律測位誤差となる。
【００２９】
図９は、自律測位誤差と外部機器の測位誤差との比較を示すグラフである。図９の曲線８０４から明らかなように、自律測位誤差は車両１０１の移動距離に対して単調増加する。したがって、基準地点＃ｎからの移動距離が長すぎると測位誤差が非常に大きくなってしまう。そこで、自律測位装置１００は、曲線８０４が表す自律測位誤差の精度が、直線９０１が表す外部機器の測位誤差の精度よりも悪化してしまう場合には、外部機器による測位結果を車両１０１の位置情報として出力する。なお、外部機器による測位誤差は、基準方位誤差やセンサの誤差に影響されないため、直線９０１のように一定値を保っている（過度な低精度にはならないが、仕様以上の高精度にもならない）。
【００３０】
図９に例示したグラフの場合、範囲Ｐで、自律測位誤差の精度と外部機器の測位誤差の精度とが逆転するため、外部機器による測位を利用する。したがって、本来であれば、図４の曲線４０１にて説明したように、車両１０１の移動距離に比例して測位誤差が増大してしまうような事態を抑制することができる。
【００３１】
以上説明したように、本実施の形態にかかる自律測位装置１００では、車両１０１の移動距離にかかわらず、高精度かつ低負荷の自律測位を維持することができる。以下、上述したような自律測位を実現するための具体的な構成について説明する。
【００３２】
（自律測位装置のハードウェア構成）
図１０は、自律測位装置のハードウェア構成を示すブロック図である。自律測位装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１００１と記憶装置１００２とディスプレイ１００３と受信装置１００４と車速パルス発生器（車速センサ）１００５とジャイロセンサ１００６と温度センサ１００７とがバス１００８を介して接続されている。
【００３３】
ＣＰＵ１００１は、自律測位装置１００の全体の制御を司る中央処理装置である。記憶装置１００２は、自律測位プログラムや地図データを格納したり、ＣＰＵ１００１のワークエリアとして使用される。
【００３４】
記憶装置１００２は、たとえば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、磁気ディスクドライブおよび磁気ディスク、光ディスクドライブおよび光ディスクなどにより構成される。
【００３５】
ディスプレイ１００３は、その表示画面に地図データや車両１０１の移動軌跡といった情報を表示する表示装置である。受信装置１００４は、特定地点の位置情報を受信するインターフェースである。たとえば、光ビーコン１０２からダウンリンクされてくる位置情報を受信する。また、所定のタイミングでＧＰＳ衛生１０３からの位置情報を受信するＧＰＳレシーバでもよい。
【００３６】
車速パルス発生器１００５は、車両１０１の車輪の回転を検出して、１回転ごとに車速パルスを発生させる。タイヤの径は既知であるため、１車速パルスあたりの車両１０１の移動距離が計算される。ジャイロセンサ１００６は、車両１０１の進行方向に対する回転角の角速度を検出する。
【００３７】
具体的には、たとえば、回転角の変化に応じた電圧を出力する。また、ジャイロセンサ１００６はゼロ点電圧と呼ばれる基準電圧を有しており、出力電圧とゼロ点電圧の差分により角速度が計算される。温度センサ１００７は温度を検出するセンサであり、車内に搭載されているジャイロセンサ１００６の温度を検出する。
【００３８】
なお、自律測位装置１００に示す要素の一部は、通信を介して接続可能であれば、移動体上に搭載されていなくても構わない。たとえば、受信装置１００４、車速パルス発生器１００５、ジャイロセンサ１００６、温度センサ１００７からの出力信号が通信を介して受信可能であれば、ＣＰＵ１００１は移動体上に搭載されていなくても構わない。
【００３９】
（自律測位装置の機能的構成）
つぎに、自律測位装置１００の機能的構成について説明する。図１１−１は、自律測位装置の機能的構成を示すブロック図である。自律測位装置１００は、取得部１１０１と、判断部１１０２と、補正処理部１１０３と、方位誤差特定部１１０４と、自律測位誤差特定部１１０５と、選択部１１０６と、出力部１１０７と、を含む構成である。上述したような制御部となる機能（取得部１１０１〜出力部１１０７）は、具体的には、たとえば、図１０に示した記憶装置１００２に記憶されたプログラムをＣＰＵ１００１に実行させることによりその機能を実現する。
【００４０】
取得部１１０１は、各種センサからの情報を取得する機能を有する。具体的には、温度センサ１００７からは温度に応じた電圧値、車速パルス発生器１００５からは車速パルス、ジャイロセンサ１００６からは角速度に応じた出力電圧を取得する。これら情報は常時取得する。また、受信装置１００４は、特定地点通過時における特定地点の位置情報（位置座標）を取得する。たとえば、位置情報をダウンリンクする光ビーコン１０２の直下を通過する際にその位置情報を受信する。これにより、光ビーコン１０２通過時の自車位置を特定することができる。
【００４１】
判断部１１０２は、補正処理部１１０３の実行可否を判断する機能を有する。具体的には、ジャイロセンサ１００６からの出力電圧の変動と温度センサ１００７から検出された温度の変動により、補正処理部１１０３の実行可否を判断する。
【００４２】
ジャイロセンサ１００６からの出力電圧の変動が所定のしきい値α以下の場合、車両１０１が車線進路変更や右左折など進路変更をしていないため、出力電圧から算出した移動軌跡上の回転角度は小さい。移動軌跡を用いて車両の回転角に影響を与える感度の補正をする場合、補正元の移動軌跡上の回転角度が小さいため、補正に適さない。したがって、補正処理部１１０３による補正を実行しない。しきい値αは、右左折のような大きな角度変化を検出したいのか、進路変更（車線変更）などの小さな角度変化を検出したいのかにより設定すべき値が異なる。しきい値αを小さく設定すれば進路変更の検出が可能となり、それよりも大きく設定すれば右左折を検出することができる。
【００４３】
また、検出温度の変動が所定のしきい値β以下の場合、ジャイロセンサ１００６が正常に動作しており、ジャイロセンサ１００６は正確な電圧を出力していると考えられる。そして、ジャイロセンサ１００６が出力した電圧から算出した移動軌跡は、正確であると判断できる。したがって、ジャイロセンサ１００６が出力した電圧から算出した移動軌跡を用いて、補正処理部１１０３による補正を実行する。なお、補正処理部１１０３による補正は、出力電圧の変動が所定のしきい値αよりも大きい場合でかつ検出温度の変動が所定のしきい値β以下の場合に実行するのが最も好ましい。
【００４４】
上述のように、ジャイロセンサ１００６の出力変動や温度変化に応じて自律測位の補正の適否を自動判断することができるため、不要な計算量を抑制することができ、コンピュータの負荷軽減を図ることができる。
【００４５】
補正処理部１１０３は、補正値算出部１１３１と相対位置算出部１１３２と初期方位算出部１１３３と絶対位置算出部１１３４とを含む構成である。補正値算出部１１３１は、感度補正値Δｖｓ、移動距離補正値Δｒ、ゼロ点電圧補正値ΔＥｂといった補正値を算出する機能を有する。
【００４６】
具体的には、地点Ｐａ〜Ｐｃまでの間で、車速パルス発生器１００５からの車速パルスの検出回数ｎを計数するとともに、検出時刻ｔとそのときの状態（Ｈ／Ｌ）を記録する。そして、下記式（１）に示すように、１車速パルスあたりの車両１０１の回転角度を算出する。
【００４７】
【数１】
【００４８】
ただし、θnは、ｎ番目の車速パルスについての車両１０１の移動回転角度、ｔnはｎ番目の車速パルスの検出時刻、ｔn-1はｎ−１番目の車速パルスの検出時刻、Ｅ（ｔ）は時刻ｔにおけるジャイロセンサ１００６からの出力電圧、Ｅｂはゼロ点電圧、ｖｓjは感度補正の試行回数ｊ番目のジャイロセンサ１００６の感度である。
【００４９】
また、補正値算出部１１３１は、点Ｐａ〜Ｐｃまでの間で、自車移動履歴を算出する機能を有する。具体的には、下記式（２）に示すように、車速パルスごとの車両１０１の位置座標を算出する。
【００５０】
（ｘn，ｙn）＝（ｘn-1＋ｒi・ｃｏｓθn，ｙn-1＋ｒi・ｓｉｎθn） ・・・（２）
【００５１】
ただし、ｘnはｎ番目の車速パルス検出時の車両１０１のＸ座標値、ｘn-1はｎ−１番目の車速パルス検出時の車両１０１のＸ座標値、ｙnはｎ番目の車速パルス検出時の車両１０１のＹ座標値、ｙn-1はｎ−１番目の車速パルス検出時の車両１０１のＹ座標値、である。そして、ｒiは移動距離補正の試行回数ｉ番目のときの車両移動距離である。
【００５２】
また、補正値算出部１１３１は、上記式（２）で算出された自車移動履歴の正誤判定値を算出する機能を有する。具体的には、下記式（３）に示すように、移動距離補正の試行回数ｉごとに正誤判定の評価値を算出する。
【００５３】
【数２】
【００５４】
ただし、Ｌｓｔijは試行回数ｉ番目の正誤判定値、ｘaは点Ｐａで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＸ座標値、ｘbは点Ｐｂで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＸ座標値、ｘcは点Ｐｃで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＸ座標値、ｙaは点Ｐａで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＹ座標値、ｙbは点Ｐｂで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＹ座標値、ｙcは点Ｐｃで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＹ座標値である。
【００５５】
また、ＸAは点ＰＡで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＸ座標値、ＸBは点ＰＢで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＸ座標値、ＸCは点ＰＣで位置情報を受けとったときの車両１０１のＸ座標値、ＹAは点ＰＡで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＹ座標値、ＹBは点ＰＢで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＹ座標値、ＹCは点ＰＣで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＹ座標値である。
【００５６】
Ｌｓｔijは、車両１０１軌跡Ｖａｂにおける点Ｐａ〜Ｐｂ間距離と点ＰＡ，ＰＢの２点間距離ＬＡＢとの差分、および車両１０１軌跡Ｖｂｃにおける点Ｐｂ〜Ｐｃ間距離と点ＰＢ，ＰＣの２点間距離ＬＢＣとの差分の総和である。Ｌｓｔijを可能な限り小さくしたときの移動距離ｒiと感度ｖｓjとを求め、１車速パルスあたりの最適な移動距離ｒおよび感度ｖｓとする。そして、前回求めた最適な移動距離ｒ＿ｏｌｄおよび感度ｖｓ＿ｏｌｄとの差分を求め、移動距離補正値Δｒおよび感度補正値Δｖｓとする。
【００５７】
Δｒ＝ｒ−ｒ＿ｏｌｄ・・・・・・・・（４）
Δｖｓ＝ｖｓ−ｖｓ＿ｏｌｄ・・・・・（５）
【００５８】
また、補正値算出部１１３１は、移動距離補正値Δｒおよび感度補正値Δｖｓのほか、ゼロ点電圧補正値ΔＥｂも算出する機能を有する。具体的には、たとえば、車両１０１が停車してから発車するまでの間のジャイロセンサ１００６からの出力電圧の平均値をゼロ点電圧Ｅｂとする。そして、前回算出したゼロ点電圧Ｅｂ＿ｏｌｄとの差分をとることで、ゼロ点電圧補正値ΔＥｂが求められる。
【００５９】
ΔＥｂ＝Ｅｂ−Ｅｂ＿ｏｌｄ・・・・・・・・（６）
【００６０】
初期方位算出部１１３３は、車両１０１の初期方位を算出する機能を有する。初期方位とは、車両１０１が地点Ｐｃに位置（到達または通過）したときの北を基準とした車両１０１の絶対方位である。初期方位は、以下のように求める。
【００６１】
図１１−２は、初期方位の導出方法を示す説明図である。図１１−２の（Ａ）において、三角形△ＡＢＣは、図１１−２に示した地点ＰＡ〜ＰＣを頂点とする図形であり、三角形△ａｂｃは、図１１−２に示した地点Ｐａ〜Ｐｃを頂点とする図形である。点Ｇは三角形△ＡＢＣの重心であり、点ｇは三角形△ａｂｃの重心である。（Ａ）の状態から三角形△ａｂｃを平行移動し、点ｇを点Ｇに一致させる。
【００６２】
（Ｂ）は、重心Ｇ，ｇが一致した状態を示す。つぎに、重心ｇを中心として三角形△ａｂｃを回転角φ分回転させる。回転角φは（Ｂ）のように平行移動により重心ｇ，Ｇが一致した状態を基準とする。回転角φは０°≦φ≦３６０°であり、所定量Δφずつ加算されていく。上述した状態が（Ｃ）である。すなわち回転前に、頂点Ｐａ，ＰＡ間距離ａＡ、頂点Ｐｂ，ＰＢ間距離ｂＢ、頂点Ｐｃ，ＰＣ間距離ｃＣの和を算出する。
【００６３】
（Ｄ）は回転後の状態を示している。回転角φの回転後においても、頂点Ｐａ，ＰＡ間距離ａＡ、頂点Ｐｂ，ＰＢ間距離ｂＢ、頂点Ｐｃ，ＰＣ間距離ｃＣの和を算出して、回転前の距離ａＡ〜ｃＣの和と比較する。回転後の和の方が小さければ、回転後の三角形△ａｂｃおよび三角形△ＡＢＣの重複度が回転前よりも高いこととなる。
【００６４】
したがって、回転後の値と比較して、より小さいときの回転角φを保存する。そして、最終的に得られた回転角φと地点Ｐｃに到達する移動軌跡Ｖｂｃの最終ベクトルｖendにおける移動回転角とを加算することで初期方位が算出される。
【００６５】
相対位置算出部１１３２は、車両１０１の相対位置を算出する機能を有する。具体的には、車速パルスを１パルス検出するごとに移動距離ｒおよび移動回転角θを移動履歴として保存する。保存される移動距離ｒおよび移動回転角θは、補正値Δｒ，Δｖｓ，ΔＥｂにより補正された値である。これにより、図１−２に示した車両１０１の移動軌跡Ｖａｂ，Ｖｂｃを得ることができる。
【００６６】
絶対位置算出部１１３４は、相対位置算出部１１３２から得られた移動距離ｒおよび移動回転角θを、初期方位を用いて絶対方位に変換する機能を有する。これにより、地点Ｐｃでの車両１０１の詳細な緯度Ｌａｔおよび経度Ｌｏｎと車両方位Θが得られる。したがって、車両１０１は地点Ｐｃからの自律測位の精度が向上することとなる。
【００６７】
方位誤差特定部１１０４は、車両１０１が通過した基準地点における方位測定結果の誤差範囲を特定する機能を有する。具体的には、車両１０１が通過して位置情報を取得した基準地点のうち、任意の基準地点（＃１，＃２，＃３など）から最新の基準地点＃ｎまでの移動距離に応じて、最新の基準地点＃ｎにおける車両１０１の方位測定結果の誤差範囲を特定する。なお、以下には任意の基準地点として最初に位置情報を取得した基準地点＃１を任意の基準地点として説明する。
【００６８】
方位誤差特定の手法として、たとえば、方位誤差特定部１１０４では、センサ部２００の測定誤差に依存して基準地点＃１から基準地点＃ｎまでの移動距離に応じた増加を示す測定誤差の特性と、基準地点＃１から基準地点＃ｎまでの移動距離に応じた減少を示す基準地点測定誤差の特性とを加算した方位誤差特性の曲線を求める。そして、方位誤差特定部１１０４は、求めた曲線を参照して、基準地点＃１から基準地点＃ｎまでの移動距離に応じた車両１０１の方位測定結果の誤差範囲を特定する。
【００６９】
自律測位誤差特定部１１０５は、車両１０１が通過した最新の基準地点＃ｎから現在までの移動距離に応じて現在の自律測位の誤差範囲を特定する機能を有する。具体的には、自律測位誤差特定部１１０５は、方位誤差特定部１１０４によって特定された方位測定の誤差範囲が生じる車両１０１の自律測位結果の誤差範囲を、車両１０１の基準地点＃ｎから現在の移動距離に応じて特定する。
【００７０】
測位誤差特定の手法として、たとえば、自律測位誤差特定部１１０５は、方位誤差特定部１１０４によって特定された方位測定誤差の特性と、センサ部２００の測定誤差に依存した基準地点＃ｎから現在の移動距離に応じた測定誤差の特性とに、位置情報の誤差範囲を加算する。そして、自律測位誤差特定部１１０５は、上述の加算結果を、自律測位誤差特性を表す曲線として利用してもよい。
【００７１】
選択部１１０６は、自律測位と外部測位との比較結果に応じていずれか一方を、車両１０１の測位結果として選択する機能を有する。具体的には、選択部１１０６には、測位装置１１００などの外部の機器の測位誤差を特定する外部誤差特定機能と、外部の機器の測定誤差と、自律測位誤差特定部１１０５によって特定された測位誤差とを比較する比較機能とを備えている。
【００７２】
したがって、選択部１１０６は、まず、外部誤差特定機能によって測位装置１１００から取得された車両１０１の測位結果の誤差範囲を特定する。測位装置１１００の誤差範囲は一定値であり、仕様などから特定することができる。そして、比較機能によって、外部誤差特定機能によって特定された誤差範囲と、自律測位誤差特定部１１０５によって特定された誤差範囲とを比較する。
【００７３】
そして、選択部１１０６は、比較機能による比較結果に応じて、補正処理部１１０３による自律測位の測位結果と、測位装置１１００から取得された測位結果とのいずれか一方の測位結果を選択する。通常は、誤差範囲の小さい測位結果を選択するように設定するが、自律測位装置１００の仕様環境や、センサ部２００や測位装置１１００の特徴に応じて、選択基準を適宜調整してもよい。
【００７４】
たとえば、測位装置１１００からの測位結果を受信しづらい環境の場合、所定の誤差範囲であれば、測位装置１１００よりも補正処理部１１０３の自律測位を採用するように設定してもよい。補正処理部１１０３の自律測位を優先させることによって、測位装置１１００による測位結果を受信できずに、測位エラーを起こすような事態を防ぐことができる。
【００７５】
出力部１１０７は、補正処理部１１０３や自律測位誤差特定部１１０５で得られた車両１０１の測位に関する情報を出力する機能を有する。具体的には、補正処理部１１０３によって算出された車両１０１の緯度および経度、車両方位や、自律測位誤差特定部１１０５によって特定された自律測位誤差を出力する。また、出力部１１０７は、選択部１１０６によって、測位装置１１００による測位結果が選択された場合は、測位装置１１００によって算出された車両１０１の緯度および経度、車両方位を出力する。
【００７６】
出力部１１０７からの出力形式としては、具体的には、たとえば、緯度および経度や車両方位を示すアイコンを表示画面に表示する。また、緯度および経度により表示画面に表示された地図上に現在位置を表示してもよい。
【００７７】
つぎに、図１０，１１−１によって説明した構成の自律測位装置１００を利用した自律測位の実施例１，２について説明する。
【００７８】
（実施例１）
実施例１は、基準地点＃１〜基準地点＃ｎまでの移動距離から求まった基準方位を利用して車両１０１の現在位置における自律測位誤差を特定する。また、特定された自律測位誤差の精度に応じて適宜外部装置による測位結果を利用して、低負荷かつ高精度な測位を実現する。
【００７９】
図１２は、自律測位の処理手順を示すフローチャートである。図１２のフローチャートでは、車両１０１が自律測位をおこないながら走行する場合の処理手順を表している。図１２の各処理を実行することによって、基準地点から取得した位置情報を利用した自律測位を実現することができる。
【００８０】
図１２において、まず、走行中の車両１０１に搭載された自律測位装置１００の取得部１１０１が基準地点の位置情報を取得したか否かを判断する（ステップＳ１２０１）。ステップＳ１２０１では、取得部１１０１が基準地点の位置情報を取得するまで待ち（ステップＳ１２０１：Ｎｏのループ）、取得すると（ステップＳ１２０１：Ｙｅｓ）、取得データを蓄積する（ステップＳ１２０２）。
【００８１】
つぎに、蓄積データを利用して初期方位算出をおこない（ステップＳ１２０３）、算出された初期方位を利用して自車測位をおこなう（ステップＳ１２０４）。その後、車両１０１のエンジンのＯＦＦ状態が検出されたか否かを判断し（ステップＳ１２０５）、エンジンＯＮ状態が継続している場合は（ステップＳ１２０５：Ｎｏのループ）、ステップＳ１２０２に戻り、ステップＳ１２０２〜ステップＳ１２０５の処理を繰り返す。その後、エンジンＯＦＦ状態が検出されると（ステップＳ１２０５：Ｙｅｓ）、一連の自律測位を終了する。
【００８２】
以上説明したように、実施例１の自律測位も従来の自律測位と同様の手順を経て位置情報を取得して自車測位をおこなう。以下には、ステップＳ１２０２〜Ｓ１２０４の処理について詳細に説明する。
【００８３】
（取得データ蓄積）
図１３は、取得データ蓄積の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１２０２の取得データ蓄積では、具体的には、車速パルスカウント（ステップＳ１３０１）と、走行軌跡情報蓄積（ステップＳ１３０２）の２つの処理がおこなわれている。そして、上述の２つの処理が終了すると、ステップＳ１２０３の処理へ移行する。以下に、ステップＳ１３０１，Ｓ１３０２の処理について詳しく説明する。
【００８４】
＜車速パルスカウント＞
図１４は、車速パルスカウントの処理手順を示すフローチャートである。図１４のフローチャートは、車両１０１に搭載された車速パルス発生器１００５から発生した車速パルスを加算する手順を示している。図１４の処理によって車速パルスをカウントすることによって、移動体１０１の移動距離を算出することができる。
【００８５】
図１４において、まず、取得部１１０１が新規に基準地点の位置情報を取得したか否かを判断する（ステップＳ１４０１）。ここで、新規に基準地点の位置情報を取得したと判断された場合（ステップＳ１４０１：Ｙｅｓ）、取得した位置情報が初めての位置情報（たとえば、基準地点＃１など）か否かを判断する（ステップＳ１４０２）。なお、ステップＳ１４０１において、新規に基準地点の位置情報を取得していない場合には（ステップＳ１４０１：Ｎｏ）、ステップＳ１４０７に移行する。
【００８６】
ステップＳ１４０２において、取得した位置情報が初めての位置情報であると判断された場合（ステップＳ１４０２：Ｙｅｓ）、すでにカウントされたパルス数ｎを０に設定し（ステップＳ１４０３）、車速パルスのカウントを開始する（ステップＳ１４０６）。一方、ステップＳ１４０２において、取得した位置情報が既知の位置情報であると判断された場合（ステップＳ１４０２：Ｎｏ）、現在のパルス数ｎの値は、カウント数ｍとして一旦保存される（ステップＳ１４０４）。
【００８７】
その後、カウント数ｍを０にリセットし（ステップＳ１４０５）、あらたに車速パルスのカウントを開始する（ステップＳ１４０６）。ステップＳ１４０６によってカウントが開始されると、カウント数をインクリメントすることによってカウントが加算され（ステップＳ１４０７）、ステップＳ１３０２の処理に移行することにより、一連の車速パルスカウントを終了する。
【００８８】
＜走行軌跡情報蓄積＞
図１５は、走行軌跡情報蓄積の処理手順を示すフローチャートである。図１５のフローチャートは、車速パルスのカウント結果や、ジャイロセンサ１００６の検出結果を利用して車両１０１の走行軌跡に関する情報を蓄積する手順を示す。図１５の処理によって、車両１０１がどのような走行状況であるかを自律的に把握することができる。
【００８９】
図１５において、まず、車両移動距離（ｒ）算出（ステップＳ１５０１）と、車両移動方位（θ）算出（ステップＳ１５０２）とをそれぞれおこなう。その後、新規の基準地点の位置情報を取得したか否かを判断する（ステップＳ１５０３）。新規の基準地点の位置情報を取得したと判断された場合は（ステップＳ１５０３：Ｙｅｓ）、つぎに、車両１０１の走行に関する履歴Ｗが蓄積されているか否かを判断する（ステップＳ１５０４）。なお、ステップＳ１５０３において、新規の基準地点の位置情報を取得していないと判断された場合（ステップＳ１５０３：Ｎｏ）、そのままステップＳ１５０９の処理に移行する。
【００９０】
ステップＳ１５０４において、履歴Ｗが蓄積されていないと判断された場合（ステップＳ１５０４：Ｎｏ）、空状態の履歴Ｗに対して測位した基準地点の位置情報（始点Ｐａ）を追記して（ステップＳ１５０５）、ステップＳ１５０９の処理に移行する。一方、履歴Ｗが蓄積されていると判断された場合（ステップＳ１５０４：Ｙｅｓ）、記憶装置１００２内に用意されたバッファ内のデータを履歴Ｗに追記し（ステップＳ１５０６）、さらに、履歴Ｗに対して測位した基準地点の位置情報（終点Ｐｂ）を追記する（ステップＳ１５０７）。
【００９１】
ステップＳ１５０７による追記が完了するとバッファを一旦クリアして（ステップＳ１５０８）、ステップＳ１５０９の処理に移行する。そして、ステップＳ１５０９では、バッファに、ステップＳ１５０１，Ｓ１５０２にて算出された車両移動距離、車両移動方位（ｒ，θ）を蓄積して（ステップＳ１５０９）、一連の走行軌跡情報蓄積が終了する。
【００９２】
（初期方位算出）
図１６は、初期方位算出の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１２０３の初期方位算出は、具体的には、履歴Ｗに始点Ｐａ，終点Ｐｂがあるか否かの判断（ステップＳ１６０１）に応じて、車両１０１が基準地点＃ｎにおける初期方位を算出する。履歴ＷにＰａ，Ｐｂがあると判断された場合（ステップＳ１６０１：Ｙｅｓ）、基準方位誤差推定（ステップＳ１６０２）と、基準方位算出（ステップＳ１６０３）をおこなうことにより、初期方位を算出する。なお、履歴ＷにＰａ，Ｐｂがないと判断された場合（ステップＳ１６０１：Ｎｏ）、初期方位算出をおこなわずに、そのままステップＳ１２０４の処理へ移行する。
【００９３】
以下に、図１６における基準方位誤差推定（ステップＳ１６０２）と、基準方位算出（ステップＳ１６０３）の処理について詳しく説明する。なお、処理手順としては基準方位誤差推定→基準方位算出の順番であるが、基準方位誤差推定の処理内容が複雑であるため、先に基準方位算出処理について説明する。
【００９４】
＜基準方位算出＞
図１７は、基準方位算出の処理手順を示すフローチャートである。図１７のフローチャートは、車両１０１が基準地点を通過した際にどちらを向いているかを表す基準方位を算出する手順を示している。
【００９５】
図１７において、まず、自律測位装置１００は、車両１０１の走行に関する履歴Ｗが空か否かを判断する（ステップＳ１７０１）。ここで、履歴Ｗが空と判断された場合（ステップＳ１７０１：Ｙｅｓ）、基準方位を算出する必要がないため、そのままステップＳ１２０４へ移行して一連の基準方位算出を終了する。一方、履歴Ｗが空ではないと判断された場合（ステップＳ１７０１：Ｎｏ）、履歴Ｗ内に格納されている車両移動距離、車両移動方位（ｒ，θ）の情報から車両１０１の走行軌跡Ｖを作成する（ステップＳ１７０２）。
【００９６】
つぎに、作成した走行軌跡Ｖの始点座標Ｐａ’と、終点座標Ｐｂ’とを抽出する（ステップＳ１７０３）。さらに、線分Ｐａ’Ｐｂ’の中点Ｃ’を算出し（ステップＳ１７０４）、履歴Ｗ内のＰａ，Ｐｂを抽出し（ステップＳ１７０５）、線分ＰａＰｂの中点Ｃを算出する（ステップＳ１７０６）。そして、Ｃ’がＣと一致するように線分Ｐａ’Ｐｂ’を平行移動する（ステップＳ１７０７）。
【００９７】
つぎに、Ｐａ−Ｐａ’間、Ｐｂ−Ｐｂ’間の距離の総和が最小となるまで、点Ｃ’を中心として線分Ｐａ’Ｐｂ’を回転させる（ステップＳ１７０８）。同様に、Ｐａ−Ｐａ’間、Ｐｂ−Ｐｂ’間の距離の総和が最小となるまで、点Ｃ’を中心として走行軌跡Ｖを回転させる（ステップＳ１７０９）。以上の処理が終了した後、走行軌跡Ｖのベクトル方位Ｄを基準方位として抽出する（ステップＳ１７１０）。
【００９８】
その後、履歴ＷのＰｂを抽出し（ステップＳ１７１１）、履歴Ｗをクリアする（ステップＳ１７１２）。履歴Ｗがクリアされると、ステップＳ１７１１によって抽出されたＰｂがあらたにＰａとして履歴Ｗに記録され（ステップＳ１７１３）、一連の基準方位算出を終了する。
【００９９】
＜基準方位誤差推定＞
図１８は、基準方位誤差推定の処理手順を示すフローチャートである。図１８のフローチャートは、車両１０１が基準地点を通過した際に算出する基準方位（図１７にて算出された基準方位）の誤差範囲を推定する手順を示している。図５，６にて説明したように、基準方位誤差は、自律測位の誤差範囲に影響する。したがって、図１８の処理によって基準方位誤差を推定することによって、高精度に自律測位の誤差範囲の特定することができる。
【０１００】
図１８において、まず、自律測位装置１００は、車両１０１が通過した基準地点間の移動距離を算出する（ステップＳ１８０１）。そして、ステップＳ１８０１によって算出された移動距離に応じて方位誤差算出をおこなう。具体的には、基準地点測位誤差による方位誤差算出（ステップＳ１８０２）と、軌跡推定誤差による方位誤差算出（ステップＳ１８０３）との２種類の方位誤差算出がおこなわれる。さらに、ステップＳ１８０２，Ｓ１８０３の双方の方位誤差算出結果を加算することによって、基準方位誤差が算出され（ステップＳ１８０４）、一連の基準方位誤差推定が終了する。
【０１０１】
以下に、基準地点間の移動距離算出（ステップＳ１８０１）と、基準地点測位誤差による方位誤差算出（ステップＳ１８０２）および軌跡推定誤差による方位誤差算出（ステップＳ１８０３）の２種類の方位誤差算出と、基準方位誤差算出（ステップＳ１８０４）との詳細な内容について説明する。
【０１０２】
・基準地点間の移動距離算出
図１９は、基準地点間の移動距離算出の処理手順を示すフローチャートである。図１９のフローチャートは、車速パルスのカウント結果を利用して車両１０１が通過した基準地点間（たとえば基準地点＃１〜＃ｎ）の移動距離を算出する。上述したように、基準地点＃ｎにおける基準方位誤差は、基準地点＃１〜＃ｎの移動距離に依存する。したがって、図１９の処理によって、基準地点間の移動距離を算出することによって正確な基準方位誤差を特定することができる。
【０１０３】
図１９において、まず、自律測位装置１００は、バッファから基準地点間でカウントした車速パルス数（ｎ）を抽出する（ステップＳ１９０１）。そして、１パルスあたりの移動距離：ΔＬとカウントした車速パルス数（ｎ）との乗算によって車両移動距離（Ｌ）を算出して（ステップＳ１９０２）、一連の移動距離算出を終了する。
【０１０４】
・基準地点測位誤差による方位誤差算出
図２０は、基準地点測位誤差による方位誤差算出の処理手順を示すフローチャートである。図２０のフローチャートは、基準地点測位誤差によって生じる方位誤差を算出する。図２０の処理によって、基準地点からの位置情報の取得の際に生じる誤差を考慮した方位誤差を算出するため、高精度な基準方位誤差の特定に有用となる。
【０１０５】
図２０において、まず、自律測位装置１００は、基準地点＃ｎの測位誤差（Ｄｒ，Ｄｌ，Ｄｆ，Ｄｂ）を抽出する（ステップＳ２００１）。図２１は、基準地点測位時の定義を示す説明図である。図２１のように、車両１０１が基準地点を通過する際に、基準地点を中心として左右（Ｄｒ，Ｄｌ）、前後（Ｄｆ，Ｄｂ）の誤差エリアが発生する。測位誤差（Ｄｒ，Ｄｌ，Ｄｆ，Ｄｂ）は、自律測位装置１００が基準地点の位置情報から基準地点を測位する際に必ず発生してしまう誤差であり、仕様として組み込まれている。
【０１０６】
自律測位装置１００では、さらに、基準地点＃１の測位誤差（Ｄ’ｒ，Ｄ’ｌ，Ｄ’ｆ，Ｄ’ｂ）を抽出する（ステップＳ２００２）。なお、上述したように測位誤差を表す各値は、自律測位装置１００に含まれている値であるため呼び名は違うが（Ｄ’ｒ，Ｄ’ｌ，Ｄ’ｆ，Ｄ’ｂ）と（Ｄｒ，Ｄｌ，Ｄｆ，Ｄｂ）とは同じ値である。そして、抽出した測位誤差を利用して下記（７）式を用いて基準方位誤差（φｂ）を算出して（ステップＳ２００３）、一連の方位誤差算出を終了する。
【０１０７】
【数３】
【０１０８】
・軌跡推定誤差による方位誤差算出
図２２は、軌跡推定誤差による方位誤差算出の処理手順を示すフローチャートである。図２２のフローチャートは、軌跡推定誤差によって生じる方位誤差を算出する。図２２の処理によって、軌跡推定誤差を考慮した方位誤差を算出するため、高精度な基準方位誤差の特定に有用となる。
【０１０９】
図２２において、まず、自律測位装置１００は、たとえば蓄積された走行軌跡情報から方位推定誤差（Δθ）を算出する（ステップＳ２２０１）。具体的にΔθは、図１１−２の（Ｄ）において、Ｐａを原点とした時のＰｃのＸ成分（Ｘｄ）とＹ成分（Ｙｄ）について、実測値を求める下記（８）式と、理論値を求める下記（９）式との連立方程式を解くことにより求めることができる。その後、下記（１０）式を用いて基準方位誤差（φｄ）を算出し（ステップＳ２２０２）、一連の方位誤差算出を終了する。
【０１１０】
【数４】
【０１１１】
・基準地点方位誤差算出
図２３は、基準地点方位誤差算出の処理手順を示すフローチャートである。図２３のフローチャートでは、ステップＳ１８０２，Ｓ１８０３によって算出された方位誤差を用いて基準方位誤差を算出する。具体的には、テップＳ１８０２によって算出された方位誤差（φｂ）と、Ｓ１８０３によって算出された方位誤差（φｄ）とを加算して基準方位誤差（φ）を求め（ステップＳ２３０１）、ステップＳ１６０３へ移行することによって一連の基準方位誤差算出を終了する。
【０１１２】
（自車測位）
図２４は、自車測位の処理手順を示すフローチャートである。図２４のフローチャートは、ステップＳ１２０３による初期方位算出結果を利用した自車測位の手順を示している。図２４において、まず、自律測位装置１００は、基準方位Ｄに値が設定されているか否かを判断する（ステップＳ２４０１）。基準方位Ｄに値が設定されていない場合（ステップＳ２４０１：Ｎｏ）、車両１０１の自車測位ができないため、そのままステップＳ１２０５へ移行して、そのまま一連の自車測位を終了する。
【０１１３】
ステップＳ２４０１において、基準方位Ｄに値が設定されていると判断された場合（ステップＳ２４０１：Ｙｅｓ）、測位誤差推定（ステップＳ２４０２）、測位技術判定（ステップＳ２４０３）をおこなう。そしてステップＳ２４０２，Ｓ２４０３の結果に応じて出力処理（ステップＳ２４０４）をおこない、そのままステップＳ１２０５へ移行して、そのまま一連の自車測位を終了する。
【０１１４】
＜測位誤差推定＞
図２５は、測位誤差推定の処理手順を示すフローチャートである。図２５のフローチャートは、基準地点＃ｎについて算出された各値を利用して現在位置における自律測位装置１００の測位誤差を推定する手順を示す。図２４の処理によって、現在、車両１０１の自律測位がどの程度の精度によって実行可能かを特定することができる。
【０１１５】
図２５において、まず、自律測位装置１００は、車両移動距離ｒを算出する（ステップＳ２５０１）。車両移動距離ｒ（Ｌｄ）は、車速パルスを利用した場合、基準地点＃ｎからの車速パルス数（ｍ）をカウントしてΔＬと乗算することによって求められる（Ｌｄ＝ｍ＊ΔＬ）。
【０１１６】
つぎに、基準地点方位誤差による測位誤差（Ｅφ）を算出する（ステップＳ２５０２）。基準地点方位誤差による測位誤差（Ｅφ）はオイラーの公式を適用して、下記（１１）式によって求められる。
【０１１７】
【数５】
【０１１８】
続いて、現時点における自律測位誤差（Ｅｄ）を算出する（ステップＳ２５０３）。現時点における自律測位誤差（Ｅｄ）も、ステップＳ２５０２と同様にオイラーの公式を適用して、下記（１２）式によって求められる。
【０１１９】
【数６】
【０１２０】
さらに、基準地点測位誤差（Ｅｂ）を算出する（ステップＳ２５０４）。基準地点測位誤差（Ｅｂ）は、下記（１３）式によって求められる。
【数７】
【０１２１】
最期に、測位誤差（Ｅ）を算出して（ステップＳ２５０５）、ステップＳ２４０３に移行することによって、一連の測位誤差推定を終了する。測位誤差（Ｅ）は、ステップＳ２５０２〜Ｓ２５０４によって求められた各値（Ｅφ，Ｅｄ，Ｅｂ）を加算することによって求められる（Ｅ＝Ｅφ＋Ｅｄ＋Ｅｂ）。
【０１２２】
＜測位技術判定＞
図２６は、測位技術判定の処理手順を示すフローチャートである。図２６のフローチャートは、ステップＳ２４０２によって算出された測位誤差（Ｅ）と外部の機器による測位誤差とを比較して、より精度の高い技術を採用するための判定手順を示している。図２６の処理によって、車両１０１の移動状態の変化に応じて最も精度の高い技術を採用するため所定以上のレベルの自車測位を保つことができる。
【０１２３】
図２６において、まず、自律測位装置１００は、外部の測位技術の測位誤差（Ｅ’）を抽出する（ステップＳ２６０１）。つぎに、ステップＳ２４０２によって算出した測位誤差（Ｅ）がステップＳ２６０１によって抽出した測位誤差（Ｅ’）よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ２６０２）。
【０１２４】
ステップＳ２６０２において、測位誤差（Ｅ）が測位誤差（Ｅ’）よりも小さいと判断された場合（ステップＳ２６０２：Ｙｅｓ）、自律測位装置１００による自律測位を採用した方が、誤差範囲が小さく、高精度であるため、自律測位を利用すると判定して（ステップＳ２６０３）、一連の判定処理を終了する。一方、ステップＳ２６０２において、測位誤差（Ｅ）が測位誤差（Ｅ’）以上であると判断された場合（ステップＳ２６０２：Ｎｏ）、測位装置１１００などの外部装置よる外部測位を採用した方が、誤差範囲が小さく、高精度であるため、外部測位を利用すると判定して（ステップＳ２６０４）、一連の判定処理を終了する。
【０１２５】
図２６の判定処理の後、図２４のステップＳ２４０４に示したように、ステップＳ２４０３の判定処理によって採用された技術による自車測位の測位結果が出力される。ステップＳ２４０４の出力処理の後は、再度ステップＳ１２０５に戻ってエンジンＯＦＦが検出されるまで、一連の自律測位を繰り返す。
【０１２６】
以上説明したように実施例１では、基準地点を基準とした車両１０１による移動距離に応じて適宜最適な測位を実現する。したがって、従来であれば、つぎの基準地点までの距離が長く測位精度の低下が免れないような経路を走行する場合であっても、一定基準の精度を保った自車測位が可能となる。
【０１２７】
（実施例２）
実施例２では、基準方位誤差が小さくなるような基準地点間を設定して、基準測位誤差の誤差範囲をより小さくした高精度な自律測位を実現する。実施例１では、基準地点＃１〜＃ｎが一意的に決定していた。そこで、実施例２では、基準地点間隔の始点を可変にして、基準方位誤差が最小となるように設定する。
【０１２８】
図２７は、基準地点間の移動距離の一例を示す説明図である。図２７のように車両１０１は、基準地点＃４を通過するまでに、基準地点＃１〜＃３の３つの基準地点を通過している。各基準地点ではそれぞれ位置情報を取得しているため、基準地点＃４を＃ｎとした場合、他の基準地点のいずれを始点に設定してもよい。そして、どの基準地点を始点にするかに応じて基準地点間の距離Ｌは変化する。
【０１２９】
図２８は、基準地点間の移動距離と基準方位誤差との関係を示すグラフである。図２８のように、実施例１にて説明した手順によって基準方位誤差を算出すると、基準地点間の移動距離Ｌの変化に応じて基準方位誤差も変化する。図２８のように、移動距離Ｌと基準方位誤差との関係は一次式では表せない。
【０１３０】
そこで、実施例２では、最新の基準地点＃ｎを終点とし、過去に通過した基準地点のすべて、もしくは、最新のＸ個（＃ｎ−１，ｎ−２，…，ｎ−Ｘ）の基準地点を始点とした移動距離について、それぞれ基準方位誤差を求め、極小となる基準地点を始点とする。図２８の場合、Ｌ２が極小となるため、基準地点＃２〜基準地点＃４を基準地点間隔として採用する。
【０１３１】
実施例２の場合、全体の自律測位の手順は実施例１と同等に図１２に示したような手順となる。したがって、以下には、実施例１と異なる処理を要する箇所について順に説明する。まず図１２のステップＳ１２０３における初期方位算出について、実施例２特有の処理について説明する。
【０１３２】
＜初期方位算出＞
図２９は、実施例２における初期方位算出の処理手順を示すフローチャートである。図２９のフローチャートでは、実施例２における初期方位算出の処理手順を表している。図２９の各処理を実行することにより、車両１０１が取得した複数の基準地点の位置情報間の移動距離のうち、方位誤差が最小となる組み合わせを選択して、自律測位に利用することができる。
【０１３３】
図２９において、まず、履歴ＷにＰａ，Ｐｂがあるか否かを判断する（ステップＳ２９０１）。履歴ＷにＰａ，Ｐｂがあるかとは、すなわち、基準地点の始点〜終点を参照するため、必要回数（最低２回）基準地点測位がおこなわれているかを判断している。ステップＳ２９０１において、履歴ＷにＰａ，Ｐｂがないと判断されると（ステップＳ２９０１：Ｎｏ）、そのままステップＳ１２０４の自車測位に移行する。
【０１３４】
一方、履歴ＷにＰａ，Ｐｂがあると判断された場合（ステップＳ２９０１：Ｙｅｓ）、つぎに、最適基準地点の選択をおこなう（ステップＳ２９０２）。最適基準地点とは、図２８にて説明したように、方位誤差が最小となる基準地点間の移動距離である。そして、選択された基準地点間の移動距離に基づいて基準方位算出をおこない（ステップＳ２９０３）、ステップＳ１２０４の処理に移行する。なお、ステップＳ２９０２，Ｓ２９０３における詳細な処理内容については後述する。
【０１３５】
＜最適基準地点選択＞
図３０は、最適基準地点選択の処理手順を示すフローチャートである。図３０のフローチャートは、最適な基準地点を選択する手順を示している。図３０の処理によって選択された基準地点を始点として利用することによって基準方位誤差の誤差範囲を最小にすることができる。
【０１３６】
図３０において、まず、車両１０１が新規に基準地点の位置情報を取得したか否かを判断する（ステップＳ３００１）。ステップＳ３００１では、新規に基準地点の位置情報を取得していないと判断すると（ステップＳ３００１：Ｎｏ）、最適基準点を選択できないので、そのままステップＳ２９０３の処理へ移行し、一連の最適基準地点選択を終了する。一方、新規に基準地点の位置情報を取得したと判断されると（ステップＳ３００１：Ｙｅｓ）、取得した基準地点を基準地点候補として保存する（ステップＳ３００２）。
【０１３７】
つぎに、保存された基準地点から基準地点候補を抽出し（ステップＳ３００３）、抽出した基準地点候補を利用した場合の基準方位誤差を推定する（ステップＳ３００４）。なお、上述したステップＳ３００２，Ｓ３００３の処理については詳しく後述する。そして、ステップＳ３００４によって求められた基準方位誤差が、推定済みの基準方位誤差の中で最小か否かを判断する（ステップＳ３００５）。
【０１３８】
ステップＳ３００５において、求められた基準方位誤差が、推定済みの基準方位誤差の中で最小であると判断された場合（ステップＳ３００５：Ｙｅｓ）、バッファ内のＷ＿ｔｅｍｐに最新の履歴Ｗを上書きする（ステップＳ３００６）。一方、推定済みの基準方位誤差の中で最小ではないと判断された場合（ステップＳ３００５：Ｎｏ）、最新の履歴Ｗにバッファ内のＷ＿ｔｅｍｐを上書きする（ステップＳ３００７）。
【０１３９】
その後、基準地点候補を格納したスタックが空か否かを判断し（ステップＳ３００８）、スタックが空になるまでステップＳ３００３〜Ｓ３００７の処理を繰り返す（ステップＳ３００８：Ｎｏのループ）。ステップＳ３００８において、スタックが空になったと判断されると（ステップＳ３００８：Ｙｅｓ）、スタックポインタを元に戻し（ステップＳ３００９）、パルス数ｎの値を０にリセットし（ステップＳ３０１０）、ステップ２９０３の処理に移行する。
【０１４０】
＜基準地点候補保存＞
図３１は、基準地点候補保存の処理手順を示すフローチャートである。図３１のフローチャートは、車両１０１が通過した基準地点の中から始点として候補となる基準地点を保存する手順を示す。
【０１４１】
図３１において、まず、自律測位装置１００は、初めての基準地点測位か否かを判断する（ステップＳ３１０１）。ステップＳ３１０１において、初めての基準地点測位と判断された場合（ステップＳ３１０１：Ｙｅｓ）、基準地点候補保存をおこなわずに、そのまま、ステップＳ３００３の処理へ移行する。一方、ステップＳ３１０１において、初めての基準地点測位ではないと判断された場合（ステップＳ３１０１：Ｎｏ）、まず、基準地点間の車速パルス数（ｎ）と履歴Ｗをバッファ内のスタックにプッシュする（ステップＳ３１０２）。
【０１４２】
ステップＳ３１０２の処理によって基準地点候補が保存されると、その後、車速パルス数（ｎ）は０にリセットされる（ステップＳ３１０３）。さらに、履歴Ｗの基準地点の始点Ｐａと、車両移動距離、車両移動方位（ｒ，θ）をクリアし（ステップＳ３１０４）、ステップＳ３００３の処理へ移行する。
【０１４３】
＜基準地点候補抽出＞
図３２は、基準地点候補抽出の処理手順を示すフローチャートである。図３２のフローチャートは、ステップＳ３００３によって保存された基準地点候補を順次抽出して、基準方位誤差を算出させる。図３２において、まず、スタックをポップし、車速パルス数ｎをｎ＿ｔｅｍｐに格納する（ステップＳ３２０１）。つぎに、車速パルス数ｎをインクリメントした値をｎ＿ｔｅｍｐに設定する（ステップＳ３２０２）。
【０１４４】
その後、ポップして取得したＰａを履歴Ｗに上書きし（ステップＳ３２０３）、最後に、ポップして取得した車両移動距離、車両移動方位（ｒ，θ）を履歴Ｗの車両移動距離、車両移動方位（ｒ，θ）の前に追記して（ステップＳ３２０４）、ステップＳ３００４の処理に移行する。
【０１４５】
上述したように、実施例２では、ステップＳ２９０２によって最適な基準地点が選択されたため、以降の処理は実施例１と同様の手順によっておこなわれる。実施例２の場合、基準方位誤差は極小値をもっているため、極小値に最も近い移動距離を示す基準点を過去に通過した基準点から選択することで、自律測位誤差は最少となる。したがって、車両１０１の経路によっては実施例１と同じハードウェアであっても、自律測位誤差の誤差範囲の小さい、高精度な自律測位結果を提供する場合がある。
【０１４６】
以上説明したように、本実施の形態にかかる自律測位プログラム、自律測位装置および自律測位方法によれば、位置情報を取得可能な基準地点を車両１０１がどのように通過したかに応じて、車両１０１の走行状態を考慮して自律測位の誤差範囲を特定する。したがって、従来と同じ情報量であっても走行状況を正しく把握したことにより高精度な自律測位が可能となる。
【０１４７】
また、上記の実施の形態では、車両１０１が走行を開始して通過した基準地点のうち、最初に取得した基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて方位誤差の誤差範囲を特定してもよい。方位誤差の誤差範囲は、車両１０１の走行状況を反映して特定されるため、車両１０１の走行状況に適した基準に基づいて高精度に方位誤差の誤差範囲を特定することができる。
【０１４８】
また、上記実施の形態では、自律測位と外部測位とを比較する比較機能と、比較結果に応じていずれかの測位技術を選択する選択機能を追加してもよい。これらの機能を追加することによって、自動的に測位技術を最適な手法に切り替えることができる。したがって、利用者に負荷をかけることなく、高精度な測位を維持させることができる。
【０１４９】
また、上記実施の形態において、方位誤差を特定する際には、あらかじめ、センサの測定誤差に依存して任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じた増加を示す測定誤差の特性と、複数の基準地点間の移動距離に応じた減少を示す基準地点測定誤差の特性とを加算した方位誤差特性を用意してもよい。方位誤差特性を参照することによって、車両１０１の任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて即座に高精度な方位誤差の特定が可能となる。したがって、簡易な処理であっても、高精度に方位誤差を特定することができる。
【０１５０】
また、上記実施の形態において、測位誤差を特定する際には、あらじめ、方位誤差特性と、センサ依存誤差特性と基準地点誤差範囲とを加算した測位誤差特性を用意してもよい。測位誤差特性を参照することによって、車両１０１の最新の基準地点からの移動距離に応じて即座に高精度な測位誤差の特定が可能となる。したがって、簡易な処理であっても、高精度に測位誤差を特定することができる。
【０１５１】
また、上記実施の形態において、車両１０１が通過した複数の基準地点と最新の基準地点を利用して算出した方位誤差のうち、誤差範囲が最小となる方位誤差の値を採用して、測位誤差を求めてもいい。測位誤差の特定には方位誤差が加算された特性を利用しているため、方位誤差が最小となれば、測位誤差も最小となる。したがって、取得情報を変更することなく、より高精度な自律測位が可能となる。
【０１５２】
また、上記実施の形態では、車両１０１の走行に応じて自律測位結果と外部測位結果とを比較して誤差範囲がより小さくなる測位技術を採用するため、基準地点を通過して所定以上走行した場合には、自動的に外部装置による測位技術に切り替わる。したがって、測位精度を一定以上に保持することができる。
【０１５３】
なお、本実施の形態で説明した自律測位方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。本自律測位プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また本自律測位プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布してもよい。
【０１５４】
また、本実施の形態で説明した自律測位装置１００は、スタンダードセルやストラクチャードＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの特定用途向けＩＣ（以下、単に「ＡＳＩＣ」と称す。）やＦＰＧＡなどのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）によっても実現することができる。具体的には、たとえば、上述した自律測位装置１００の機能（取得部１１０１〜出力部１１０７）をＨＤＬ記述によって機能定義し、そのＨＤＬ記述を論理合成してＡＳＩＣやＰＬＤに与えることにより、自律測位装置１００を製造することができる。
【０１５５】
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１５６】
（付記１）移動体に搭載されたセンサによって検出された前記移動体の移動距離および回転角により前記移動体の自律測位を実行するコンピュータを、
前記移動体が基準地点を通過する都度、当該基準地点の位置情報を取得する取得手段、
前記取得手段によって位置情報が取得された前記移動体が通過済みの基準地点のうち、任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて、前記最新の基準地点における前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定する方位誤差特定手段、
前記方位誤差特定手段によって特定された方位測定の誤差範囲が生じる前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じて特定する自律測位誤差特定手段、
前記自律測位誤差特定手段によって特定された前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を出力する出力手段、
として機能させることを特徴とする自律測位プログラム。
【０１５７】
（付記２）前記方位誤差特定手段は、前記取得手段によって位置情報が取得された前記移動体が通過済みの基準地点のうち最初に取得された基準地点を前記任意の基準地点として前記最新の基準地点までの移動距離に応じて、前記最新の基準地点における前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定することを特徴とする付記１に記載の自律測位プログラム。
【０１５８】
（付記３）前記コンピュータを、さらに、
外部の測位装置から取得された前記移動体の測位結果の誤差範囲を特定する外部誤差特定手段、
前記外部誤差特定手段によって特定された誤差範囲と、前記出力手段によって出力された誤差範囲とを比較する比較手段、
前記比較手段による比較結果に応じて、前記コンピュータによる自律測位による測位結果と前記外部の測位装置から取得された測位結果とのうち、いずれか一方の測位結果を選択する選択手段、
として機能させることを特徴とする付記１に記載の自律測位プログラム。
【０１５９】
（付記４）前記方位誤差特定手段は、前記センサの測定誤差に依存して前記任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じた増加を示す測定誤差の特性と、複数の基準地点間の移動距離に応じた減少を示す基準地点測定誤差の特性との加算結果に応じて、前記任意の基準地点から前記最新の基準地点までの移動距離に応じた前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定することを特徴とする付記１または２に記載の自律測位プログラム。
【０１６０】
（付記５）前記自律測位誤差特定手段は、前記方位誤差特定手段によって特定された方位測定結果の誤差範囲を示す方位測定誤差の特性と、前記センサの測定誤差に依存して前記最新の基準地点からの移動距離に応じた増加を示す測定誤差の特性と、前記取得手段によって取得された位置情報の誤差範囲との加算結果に応じて、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じた前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を特定することを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の自律測位プログラム。
【０１６１】
（付記６）前記方位誤差特定手段は、前記取得手段によって取得された各基準地点から前記最新の基準地点までの移動距離に応じて、それぞれ前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定し、当該特定された誤差範囲が最小となる基準地点を前記任意の基準地点とすることを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の自律測位プログラム。
【０１６２】
（付記７）前記選択手段は、誤差範囲の少ない測位結果を選択することを特徴とする付記２〜５のいずれか一つに記載の自律測位プログラム。
【０１６３】
（付記８）移動体に搭載されたセンサによって検出された前記移動体の移動距離および回転角により前記移動体の自律測位を実行する自律測位装置であって、
前記移動体が基準地点を通過する都度、当該基準地点の位置情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって位置情報が取得された前記移動体が通過済みの基準地点のうち、任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて、前記最新の基準地点における前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定する方位誤差特定手段と、
前記方位誤差特定手段によって特定された方位測定の誤差範囲が生じる前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じて特定する自律測位誤差特定手段と、
前記自律測位誤差特定手段によって特定された前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする自律測位装置。
【０１６４】
（付記９）移動体に搭載されたセンサによって検出された前記移動体の移動距離および回転角により前記移動体の自律測位を実行するコンピュータが、
前記移動体が基準地点を通過する都度、当該基準地点の位置情報を取得する取得工程と、
前記取得工程によって位置情報が取得された前記移動体が通過済みの基準地点のうち、任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて、前記最新の基準地点における前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定する方位誤差特定工程と、
前記方位誤差特定工程によって特定された方位測定の誤差範囲が生じる前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じて特定する自律測位誤差特定工程と、
前記自律測位誤差特定工程によって特定された前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を出力する出力工程と、
を実行することを特徴とする自律測位方法。
【符号の説明】
【０１６５】
１００ 自律測位装置
１０１ 車両
１０２（１０２−１〜１０２−ｎ） 光ビーコン
１０３ ＧＰＳ衛星
２００ センサ部
２１０ 方位算出部
２２０ 位置算出部
１１０１ 取得部
１１０２ 判断部
１１０３ 補正処理部
１１０４ 方位誤差特定部
１１０５ 自律測位誤差特定部
１１０６ 選択部
１１０７ 出力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律測位をおこなう自律測位プログラム、自律測位装置および自律測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の自律測位技術では、移動距離と移動相対角度により自身の移動軌跡を算出し、自身の位置を検出している。自律測位は主にカーナビゲーションの車両測位としてＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）と併用して利用されており、自車の車速パルスとジャイロセンサを用いて実現している。
【０００３】
車速パルスとジャイロセンサは環境が変化することで出力する値が変化する。たとえば、タイヤの磨耗や急停車による熱膨張により車速パルスに応じた移動距離が変化する。また、車内の温度変化によりジャイロセンサの検出時の特性が変化する。そこで、自律測位については補正が必要となる。
【０００４】
また、近年では、ＧＰＳ測位と自律航法測位とを複合した自律測位技術が開示されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。具体的には、たとえば、ＧＰＳによる測位結果を正解としカルマンフィルタを用いて車速パルスとジャイロセンサ出力を補正する技術が提供されている。さらに、従来のカーナビゲーションでは、マップマッチングにより自律測位結果を補正することで、走行道路が判別できる程度の測位精度を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１７５７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術では、測位結果を補正する際にカルマンフィルタを用いているため、計算量が膨大になり、自律測位を実行するコンピュータの負荷が増大するという問題があった。また、走行車線を判別するような高精度な測位を実現するためには、マップマッチングでは補正しきれないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、高精度かつ低負荷の自律測位を実現することができる自律測位プログラム、自律測位装置および自律測位方法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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本開示技術は、移動体に搭載されたセンサによって検出された前記移動体の移動距離および回転角により前記移動体の自律測位を実行するコンピュータにおいて、前記移動体が基準地点を通過する都度、当該基準地点の位置情報を取得する処理と、位置情報が取得された前記移動体が通過済みの基準地点のうち、任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて、前記最新の基準地点における前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定する処理と、特定された方位測定の誤差範囲が生じる前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じて特定する処理と、特定された前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を出力する処理と、を含むことを要件とする。
【発明の効果】
【０００９】
本自律測位プログラム、自律測位装置および自律測位方法によれば、高精度かつ低負荷の自律測位を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１−１】本実施の形態にかかる自律測位の一例を示す説明図である。
【図１−２】車両の移動軌跡を示す説明図である。
【図２】自律測位の処理手順を示すブロック図である。
【図３】基準地点の位置情報取得手順を示す説明図である。
【図４】自律測位誤差の増加特性を示すグラフである。
【図５】基準地点における方位誤差の特性を示すグラフである。
【図６】軌跡推定誤差による方位誤差を示す説明図である。
【図７】基準地点測位誤差による方位誤差を示す説明図である。
【図８】自律測位誤差の特性を示すグラフである。
【図９】自律測位誤差と外部機器の測位誤差との比較を示すグラフである。
【図１０】自律測位装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１１−１】自律測位装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１１−２】初期方位の導出方法を示す説明図である。
【図１２】自律測位の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】取得データ蓄積の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】車速パルスカウントの処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】走行軌跡情報蓄積の処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】初期方位算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】基準方位算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図１８】基準方位誤差推定の処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】基準地点間の移動距離算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】基準地点測位誤差による方位誤差算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図２１】基準地点測位時の定義を示す説明図である。
【図２２】軌跡推定誤差による方位誤差算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図２３】基準地点方位誤差算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図２４】自車測位の処理手順を示すフローチャートである。
【図２５】測位誤差推定の処理手順を示すフローチャートである。
【図２６】測位技術判定の処理手順を示すフローチャートである。
【図２７】基準地点間の移動距離の一例を示す説明図である。
【図２８】基準地点間の移動距離と基準方位誤差との関係を示すグラフである。
【図２９】実施例２における初期方位算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図３０】最適基準地点選択の処理手順を示すフローチャートである。
【図３１】基準地点候補保存の処理手順を示すフローチャートである。
【図３２】基準地点候補抽出の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、本開示技術にかかる自律測位プログラム、自律測位装置および自律測位方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
（本実施の形態にかかる自律測位）
図１−１は、本実施の形態にかかる自律測位の一例を示す説明図である。図１−１のように本実施の形態では、車両１０１は、搭載した自律測位装置１００によって、内蔵されたセンサから検出した移動距離および回転角に関する情報を利用して自律測位をおこなう。また、自律測位装置１００は、車両１０１が道路に配置された光ビーコン１０２（１０２−１〜１０２−ｎ）を通過することによって、光ビーコン１０２の配置場所を基準地点として位置情報を取得することができる。位置情報は、経緯度、高度といった基準地点の絶対位置を表す。したがって、自律測位装置１００は、自律測位結果と、位置情報とを連動させることによって、正確な移動軌跡を特定することができる。
【００１３】
また、自律測位装置１００は、ＧＰＳ衛星１０３から発信されているＧＰＳ信号を受信することもできる。したがって、ＧＰＳ信号によって得られた位置情報を利用して走行軌跡を特定することもできる。そこで、自律測位装置１００は、自律測位結果と外部測位結果とを比較し、より高精度な測位結果を採用する。本実施の形態では、自律測位結果と外部測位結果とのいずれを採用するかの判断基準として、それぞれの測位誤差を参照する。したがって、自律測位装置１００の構成は、センサから取得した情報を利用して自律測位をおこなう機能部と、測位結果の誤差範囲を特定する機能部との２つに大別される。
【００１４】
（移動軌跡）
図１−２は、車両の移動軌跡を示す説明図である。ここで、自律測位装置１００によって特定される車両１０１の移動軌跡について説明する。（Ａ）において、車両１０１は、道路１１０に設置された光ビーコンＰ（たとえば図１−１の光ビーコン１０２）からダウンリンクされる位置情報（光ビーコンの位置座標）を受信しながら道路１１０を走行する。
【００１５】
（Ｂ）は、（Ａ）の任意の領域である楕円部分を拡大した図である。ここでは、光ビーコンＰを車両１０１が通過した順にＰＡ，ＰＢ，ＰＣとする。ＬＡＢは光ビーコンＰＡ，ＰＢ間距離であり、ＬＢＣは光ビーコンＰＢ，ＰＣ間距離である。また、白丸で示した地点Ｐａ〜Ｐｃは、光ビーコンＰＡ〜ＰＣを通過したときの車両１０１の位置である。なお、車両１０１の実際の現在位置はＰＣであり、自律測位された車両１０１の計算上の現在位置はＰｃである。
【００１６】
また、Ｖａｂは地点Ｐａ，Ｐｂ間の車両１０１の移動軌跡であり、Ｖｂｃは地点Ｐｂ，Ｐｃ間の車両１０１の移動軌跡である。移動軌跡Ｖａｂ，Ｖｂｃは、ベクトルｖを連結したベクトル列である。ベクトルｖは車両１０１の進行方向を示しており、車両１０１の車速パルス１パルス分の移動距離および移動回転角θという成分を含む。移動回転角θはジャイロセンサにより検出可能な成分である。
【００１７】
（Ｃ）は、（Ｂ）の任意の領域である楕円部分を拡大した図である。（Ｃ）では、車速パルスが連続するベクトルｖn-1とベクトルｖnを示している。ベクトルｖn-1はｎ−１番目の車速パルスにおけるベクトルを示しており、ベクトルｖnはｎ番目の車速パルスにおけるベクトルを示している。移動距離は車速パルス１パルスあたりの車両１０１の移動距離である。移動回転角θnは、ベクトルｖn-1が指し示す進行方向を基準とした移動回転角θである。本実施の形態では、これらの情報を有効活用することで、計算量を抑えて、かつ自律測位の精度向上を図ることができる。
【００１８】
（自律測位）
図２は、自律測位の処理手順を示すブロック図である。図２のように、本実施の形態では、センサ部２００によって、車両１０１の移動距離と回転角度に関する情報を取得する。図２では、移動距離を検出するためのジャイロと回転角度を検出するための車速（パルス）との各種センサを利用しているが、特にこれらに限定されず、移動距離と回転角度を検出するセンサであれば、他のセンサを利用してもよい。
【００１９】
自律測位をおこなうには、まず、方位算出部２１０によって、光ビーコン１０２が配置された基準地点に基づいた基準方位２０１と、ジャイロから検出された回転角度とを用いて車両１０１の絶対方位を算出する。さらに、位置算出部２２０によって、方位算出部２１０から取得した絶対方位と、車速（パルス）から検出された移動距離と、基準地点の位置情報に基づいた基準位置２０２とを用いて現在位置情報２０３を算出する。
【００２０】
図３は、基準地点の位置情報取得手順を示す説明図である。本実施の形態において車両１０１は、光ビーコン１０２によって位置情報を取得した地点を基準地点とする。図３の場合、車両１０１が初めて取得した基準地点を基準地点＃１とし、最新の基準地点を基準地点＃ｎとする。なお、以下の説明では基準地点によって取得される方位情報（車両１０１がどちらの方角を向いているかを表す情報）を基準方位情報と呼ぶ。また、基準地点によって取得される絶対位置情報を基準位置情報と呼ぶ。車両１０１に搭載された自律測位装置１００によって測定された移動距離と回転角度とが表す走行軌跡Ｒを各基準地点にて取得される基準位置情報によって調整することで絶対的な走行軌跡Ｒを特定することができる。
【００２１】
（自律測位誤差の特定）
図４は、自律測位誤差の増加特性を示すグラフである。図４のグラフのように、車両１０１に自律測位装置１００を搭載した場合、誤差測位は移動距離に伴って累積されるため、曲線４０１のような増加特性を示す。曲線４０１が示す測位誤差は、自律測位装置１００における測位に関する要素に依存する。測位に関する要素としては、基準方位誤差が挙げられる。したがって、自律測位装置１００では、測位誤差を特定するために、まず、基準地点における車両１０１の方位誤差である基準方位誤差を特定する処理がおこなわれる。
【００２２】
図５は、基準地点における方位誤差の特性を示すグラフである。図５のグラフでは、基準地点＃１〜＃ｎまでの移動距離に応じた基準方位誤差を表している。基準方位誤差には、軌跡推定誤差によって生じる方位誤差と、基準地点測位誤差により生じる方位誤差との２種類がある。図５において、曲線５０１は、軌跡推定誤差によって生じる方位誤差を表し、曲線５０２は、基準地点測位誤差により生じる方位誤差を表す。そして、基準地点＃１〜＃ｎまでの移動距離に応じた基準方位誤差の特性は、曲線５０１と曲線５０２とを加算した曲線５０３によって表される。
【００２３】
図６は、軌跡推定誤差による方位誤差を示す説明図である。図６のように軌跡推定誤差とは、車両１０１に搭載されたセンサ部２００を構成する各種センサ（たとえばジャイロセンサや車速パルス発生器）の測定機能に依存した誤差である。したがって、発生する誤差範囲は各種センサの仕様を参照することによって特定することができる。また、軌跡推定誤差は、図６に示すように、たとえば最初に位置情報を取得した基準地点＃１においてθ１の誤差が発生し、つぎに位置情報を取得した基準地点＃２においてθ２の誤差が発生するといったように、移動距離に応じて誤差が蓄積していく。したがって、軌跡推定誤差によって生じる方位誤差は、図５の曲線５０１のように、基準地点＃１〜＃ｎまでの移動距離に応じて一次関数的に増加する特性をもつ。
【００２４】
図７は、基準地点測位誤差による方位誤差を示す説明図である。図７のように、基準地点測位誤差とは、実際の基準地点の位置と位置情報を取得して測位された基準地点の位置情報とのズレによって発生する方位測位の誤差範囲を表す。実際の基準地点の位置は、経緯度によってある一点の座標（ｘ、ｙ）が指定されるが、位置情報を取得して測位される基準地点には、仕様に応じた範囲のズレが含まれてしまう。
【００２５】
具体的には、図７のように、基準地点＃１として一点の座標が指定されていても、実際には、黒い四角で表した範囲のズレが生じてしまう。当然、基準地点にズレが生じていれば、方位測位が正しくおこなわれても測位結果としては誤差を含んでしまう。すなわち、基準地点の測位誤差を考慮した場合に生じる基準地点＃ｎにおける方位誤差の最悪値が基準地点測位誤差による方位誤差である。
【００２６】
なお、基準地点測位誤差による方位誤差の場合、基準地点＃１、基準地点＃２と測位に利用する位置情報が累積されることによって、基準地点測位の誤差範囲が限定されるため、移動距離が延びるほど誤差範囲が縮小する（図７の場合基準地点＃ｎでは方位誤差は角度φの範囲）。したがって、図５の曲線５０２のように、基準地点＃１〜＃ｎまでの移動距離に応じて反比例関数のように方位誤差が減少する特性をもつ。
【００２７】
図８は、自律測位誤差の特性を示すグラフである。自律測位誤差は、基準地点測位誤差と、ジャイロ・車速パルスといった各種センサ固有の測位誤差（仕様より特定することができる）と、図５にて説明した基準方位誤差とを加算することによって求めることができる。そして、自律測位誤差は、基準地点＃ｎからの車両移動距離に依存している。したがって、車両１０１の移動距離を車速パルス発生器などでカウントすることにより、車両１０１の現在の自律測位誤差を推測することができる。
【００２８】
図８のグラフでは、基準地点測位誤差（１）を表す直線８０１と、ジャイロ・車速パルスによる測位誤差（２）を表す曲線８０２と、基準方位誤差により生じる測位誤差（３）を表す直線８０３とを加算した曲線８０４が、自律測位装置１００を利用して車両１０１の自律測位をおこなった場合の基準地点＃ｎからの移動距離に応じた自律測位誤差となる。
【００２９】
図９は、自律測位誤差と外部機器の測位誤差との比較を示すグラフである。図９の曲線８０４から明らかなように、自律測位誤差は車両１０１の移動距離に対して単調増加する。したがって、基準地点＃ｎからの移動距離が長すぎると測位誤差が非常に大きくなってしまう。そこで、自律測位装置１００は、曲線８０４が表す自律測位誤差の精度が、直線９０１が表す外部機器の測位誤差の精度よりも悪化してしまう場合には、外部機器による測位結果を車両１０１の位置情報として出力する。なお、外部機器による測位誤差は、基準方位誤差やセンサの誤差に影響されないため、直線９０１のように一定値を保っている（過度な低精度にはならないが、仕様以上の高精度にもならない）。
【００３０】
図９に例示したグラフの場合、範囲Ｐで、自律測位誤差の精度と外部機器の測位誤差の精度とが逆転するため、外部機器による測位を利用する。したがって、本来であれば、図４の曲線４０１にて説明したように、車両１０１の移動距離に比例して測位誤差が増大してしまうような事態を抑制することができる。
【００３１】
以上説明したように、本実施の形態にかかる自律測位装置１００では、車両１０１の移動距離にかかわらず、高精度かつ低負荷の自律測位を維持することができる。以下、上述したような自律測位を実現するための具体的な構成について説明する。
【００３２】
（自律測位装置のハードウェア構成）
図１０は、自律測位装置のハードウェア構成を示すブロック図である。自律測位装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１００１と記憶装置１００２とディスプレイ１００３と受信装置１００４と車速パルス発生器（車速センサ）１００５とジャイロセンサ１００６と温度センサ１００７とがバス１００８を介して接続されている。
【００３３】
ＣＰＵ１００１は、自律測位装置１００の全体の制御を司る中央処理装置である。記憶装置１００２は、自律測位プログラムや地図データを格納したり、ＣＰＵ１００１のワークエリアとして使用される。
【００３４】
記憶装置１００２は、たとえば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、磁気ディスクドライブおよび磁気ディスク、光ディスクドライブおよび光ディスクなどにより構成される。
【００３５】
ディスプレイ１００３は、その表示画面に地図データや車両１０１の移動軌跡といった情報を表示する表示装置である。受信装置１００４は、特定地点の位置情報を受信するインターフェースである。たとえば、光ビーコン１０２からダウンリンクされてくる位置情報を受信する。また、所定のタイミングでＧＰＳ衛生１０３からの位置情報を受信するＧＰＳレシーバでもよい。
【００３６】
車速パルス発生器１００５は、車両１０１の車輪の回転を検出して、１回転ごとに車速パルスを発生させる。タイヤの径は既知であるため、１車速パルスあたりの車両１０１の移動距離が計算される。ジャイロセンサ１００６は、車両１０１の進行方向に対する回転角の角速度を検出する。
【００３７】
具体的には、たとえば、回転角の変化に応じた電圧を出力する。また、ジャイロセンサ１００６はゼロ点電圧と呼ばれる基準電圧を有しており、出力電圧とゼロ点電圧の差分により角速度が計算される。温度センサ１００７は温度を検出するセンサであり、車内に搭載されているジャイロセンサ１００６の温度を検出する。
【００３８】
なお、自律測位装置１００に示す要素の一部は、通信を介して接続可能であれば、移動体上に搭載されていなくても構わない。たとえば、受信装置１００４、車速パルス発生器１００５、ジャイロセンサ１００６、温度センサ１００７からの出力信号が通信を介して受信可能であれば、ＣＰＵ１００１は移動体上に搭載されていなくても構わない。
【００３９】
（自律測位装置の機能的構成）
つぎに、自律測位装置１００の機能的構成について説明する。図１１−１は、自律測位装置の機能的構成を示すブロック図である。自律測位装置１００は、取得部１１０１と、判断部１１０２と、補正処理部１１０３と、方位誤差特定部１１０４と、自律測位誤差特定部１１０５と、選択部１１０６と、出力部１１０７と、を含む構成である。上述したような制御部となる機能（取得部１１０１〜出力部１１０７）は、具体的には、たとえば、図１０に示した記憶装置１００２に記憶されたプログラムをＣＰＵ１００１に実行させることによりその機能を実現する。
【００４０】
取得部１１０１は、各種センサからの情報を取得する機能を有する。具体的には、温度センサ１００７からは温度に応じた電圧値、車速パルス発生器１００５からは車速パルス、ジャイロセンサ１００６からは角速度に応じた出力電圧を取得する。これら情報は常時取得する。また、受信装置１００４は、特定地点通過時における特定地点の位置情報（位置座標）を取得する。たとえば、位置情報をダウンリンクする光ビーコン１０２の直下を通過する際にその位置情報を受信する。これにより、光ビーコン１０２通過時の自車位置を特定することができる。
【００４１】
判断部１１０２は、補正処理部１１０３の実行可否を判断する機能を有する。具体的には、ジャイロセンサ１００６からの出力電圧の変動と温度センサ１００７から検出された温度の変動により、補正処理部１１０３の実行可否を判断する。
【００４２】
ジャイロセンサ１００６からの出力電圧の変動が所定のしきい値α以下の場合、車両１０１が車線進路変更や右左折など進路変更をしていないため、出力電圧から算出した移動軌跡上の回転角度は小さい。移動軌跡を用いて車両の回転角に影響を与える感度の補正をする場合、補正元の移動軌跡上の回転角度が小さいため、補正に適さない。したがって、補正処理部１１０３による補正を実行しない。しきい値αは、右左折のような大きな角度変化を検出したいのか、進路変更（車線変更）などの小さな角度変化を検出したいのかにより設定すべき値が異なる。しきい値αを小さく設定すれば進路変更の検出が可能となり、それよりも大きく設定すれば右左折を検出することができる。
【００４３】
また、検出温度の変動が所定のしきい値β以下の場合、ジャイロセンサ１００６が正常に動作しており、ジャイロセンサ１００６は正確な電圧を出力していると考えられる。そして、ジャイロセンサ１００６が出力した電圧から算出した移動軌跡は、正確であると判断できる。したがって、ジャイロセンサ１００６が出力した電圧から算出した移動軌跡を用いて、補正処理部１１０３による補正を実行する。なお、補正処理部１１０３による補正は、出力電圧の変動が所定のしきい値αよりも大きい場合でかつ検出温度の変動が所定のしきい値β以下の場合に実行するのが最も好ましい。
【００４４】
上述のように、ジャイロセンサ１００６の出力変動や温度変化に応じて自律測位の補正の適否を自動判断することができるため、不要な計算量を抑制することができ、コンピュータの負荷軽減を図ることができる。
【００４５】
補正処理部１１０３は、補正値算出部１１３１と相対位置算出部１１３２と初期方位算出部１１３３と絶対位置算出部１１３４とを含む構成である。補正値算出部１１３１は、感度補正値Δｖｓ、移動距離補正値Δｒ、ゼロ点電圧補正値ΔＥｂといった補正値を算出する機能を有する。
【００４６】
具体的には、地点Ｐａ〜Ｐｃまでの間で、車速パルス発生器１００５からの車速パルスの検出回数ｎを計数するとともに、検出時刻ｔとそのときの状態（Ｈ／Ｌ）を記録する。そして、下記式（１）に示すように、１車速パルスあたりの車両１０１の回転角度を算出する。
【００４７】
【数１】
【００４８】
ただし、θnは、ｎ番目の車速パルスについての車両１０１の移動回転角度、ｔnはｎ番目の車速パルスの検出時刻、ｔn-1はｎ−１番目の車速パルスの検出時刻、Ｅ（ｔ）は時刻ｔにおけるジャイロセンサ１００６からの出力電圧、Ｅｂはゼロ点電圧、ｖｓjは感度補正の試行回数ｊ番目のジャイロセンサ１００６の感度である。
【００４９】
また、補正値算出部１１３１は、点Ｐａ〜Ｐｃまでの間で、自車移動履歴を算出する機能を有する。具体的には、下記式（２）に示すように、車速パルスごとの車両１０１の位置座標を算出する。
【００５０】
（ｘn，ｙn）＝（ｘn-1＋ｒi・ｃｏｓθn，ｙn-1＋ｒi・ｓｉｎθn） ・・・（２）
【００５１】
ただし、ｘnはｎ番目の車速パルス検出時の車両１０１のＸ座標値、ｘn-1はｎ−１番目の車速パルス検出時の車両１０１のＸ座標値、ｙnはｎ番目の車速パルス検出時の車両１０１のＹ座標値、ｙn-1はｎ−１番目の車速パルス検出時の車両１０１のＹ座標値、である。そして、ｒiは移動距離補正の試行回数ｉ番目のときの車両移動距離である。
【００５２】
また、補正値算出部１１３１は、上記式（２）で算出された自車移動履歴の正誤判定値を算出する機能を有する。具体的には、下記式（３）に示すように、移動距離補正の試行回数ｉごとに正誤判定の評価値を算出する。
【００５３】
【数２】
【００５４】
ただし、Ｌｓｔijは試行回数ｉ番目の正誤判定値、ｘaは点Ｐａで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＸ座標値、ｘbは点Ｐｂで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＸ座標値、ｘcは点Ｐｃで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＸ座標値、ｙaは点Ｐａで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＹ座標値、ｙbは点Ｐｂで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＹ座標値、ｙcは点Ｐｃで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＹ座標値である。
【００５５】
また、ＸAは点ＰＡで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＸ座標値、ＸBは点ＰＢで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＸ座標値、ＸCは点ＰＣで位置情報を受けとったときの車両１０１のＸ座標値、ＹAは点ＰＡで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＹ座標値、ＹBは点ＰＢで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＹ座標値、ＹCは点ＰＣで位置情報を受け取ったときの車両１０１のＹ座標値である。
【００５６】
Ｌｓｔijは、車両１０１軌跡Ｖａｂにおける点Ｐａ〜Ｐｂ間距離と点ＰＡ，ＰＢの２点間距離ＬＡＢとの差分、および車両１０１軌跡Ｖｂｃにおける点Ｐｂ〜Ｐｃ間距離と点ＰＢ，ＰＣの２点間距離ＬＢＣとの差分の総和である。Ｌｓｔijを可能な限り小さくしたときの移動距離ｒiと感度ｖｓjとを求め、１車速パルスあたりの最適な移動距離ｒおよび感度ｖｓとする。そして、前回求めた最適な移動距離ｒ＿ｏｌｄおよび感度ｖｓ＿ｏｌｄとの差分を求め、移動距離補正値Δｒおよび感度補正値Δｖｓとする。
【００５７】
Δｒ＝ｒ−ｒ＿ｏｌｄ・・・・・・・・（４）
Δｖｓ＝ｖｓ−ｖｓ＿ｏｌｄ・・・・・（５）
【００５８】
また、補正値算出部１１３１は、移動距離補正値Δｒおよび感度補正値Δｖｓのほか、ゼロ点電圧補正値ΔＥｂも算出する機能を有する。具体的には、たとえば、車両１０１が停車してから発車するまでの間のジャイロセンサ１００６からの出力電圧の平均値をゼロ点電圧Ｅｂとする。そして、前回算出したゼロ点電圧Ｅｂ＿ｏｌｄとの差分をとることで、ゼロ点電圧補正値ΔＥｂが求められる。
【００５９】
ΔＥｂ＝Ｅｂ−Ｅｂ＿ｏｌｄ・・・・・・・・（６）
【００６０】
初期方位算出部１１３３は、車両１０１の初期方位を算出する機能を有する。初期方位とは、車両１０１が地点Ｐｃに位置（到達または通過）したときの北を基準とした車両１０１の絶対方位である。初期方位は、以下のように求める。
【００６１】
図１１−２は、初期方位の導出方法を示す説明図である。図１１−２の（Ａ）において、三角形△ＡＢＣは、図１１−２に示した地点ＰＡ〜ＰＣを頂点とする図形であり、三角形△ａｂｃは、図１１−２に示した地点Ｐａ〜Ｐｃを頂点とする図形である。点Ｇは三角形△ＡＢＣの重心であり、点ｇは三角形△ａｂｃの重心である。（Ａ）の状態から三角形△ａｂｃを平行移動し、点ｇを点Ｇに一致させる。
【００６２】
（Ｂ）は、重心Ｇ，ｇが一致した状態を示す。つぎに、重心ｇを中心として三角形△ａｂｃを回転角φ分回転させる。回転角φは（Ｂ）のように平行移動により重心ｇ，Ｇが一致した状態を基準とする。回転角φは０°≦φ≦３６０°であり、所定量Δφずつ加算されていく。上述した状態が（Ｃ）である。すなわち回転前に、頂点Ｐａ，ＰＡ間距離ａＡ、頂点Ｐｂ，ＰＢ間距離ｂＢ、頂点Ｐｃ，ＰＣ間距離ｃＣの和を算出する。
【００６３】
（Ｄ）は回転後の状態を示している。回転角φの回転後においても、頂点Ｐａ，ＰＡ間距離ａＡ、頂点Ｐｂ，ＰＢ間距離ｂＢ、頂点Ｐｃ，ＰＣ間距離ｃＣの和を算出して、回転前の距離ａＡ〜ｃＣの和と比較する。回転後の和の方が小さければ、回転後の三角形△ａｂｃおよび三角形△ＡＢＣの重複度が回転前よりも高いこととなる。
【００６４】
したがって、回転後の値と比較して、より小さいときの回転角φを保存する。そして、最終的に得られた回転角φと地点Ｐｃに到達する移動軌跡Ｖｂｃの最終ベクトルｖendにおける移動回転角とを加算することで初期方位が算出される。
【００６５】
相対位置算出部１１３２は、車両１０１の相対位置を算出する機能を有する。具体的には、車速パルスを１パルス検出するごとに移動距離ｒおよび移動回転角θを移動履歴として保存する。保存される移動距離ｒおよび移動回転角θは、補正値Δｒ，Δｖｓ，ΔＥｂにより補正された値である。これにより、図１−２に示した車両１０１の移動軌跡Ｖａｂ，Ｖｂｃを得ることができる。
【００６６】
絶対位置算出部１１３４は、相対位置算出部１１３２から得られた移動距離ｒおよび移動回転角θを、初期方位を用いて絶対方位に変換する機能を有する。これにより、地点Ｐｃでの車両１０１の詳細な緯度Ｌａｔおよび経度Ｌｏｎと車両方位Θが得られる。したがって、車両１０１は地点Ｐｃからの自律測位の精度が向上することとなる。
【００６７】
方位誤差特定部１１０４は、車両１０１が通過した基準地点における方位測定結果の誤差範囲を特定する機能を有する。具体的には、車両１０１が通過して位置情報を取得した基準地点のうち、任意の基準地点（＃１，＃２，＃３など）から最新の基準地点＃ｎまでの移動距離に応じて、最新の基準地点＃ｎにおける車両１０１の方位測定結果の誤差範囲を特定する。なお、以下には任意の基準地点として最初に位置情報を取得した基準地点＃１を任意の基準地点として説明する。
【００６８】
方位誤差特定の手法として、たとえば、方位誤差特定部１１０４では、センサ部２００の測定誤差に依存して基準地点＃１から基準地点＃ｎまでの移動距離に応じた増加を示す測定誤差の特性と、基準地点＃１から基準地点＃ｎまでの移動距離に応じた減少を示す基準地点測定誤差の特性とを加算した方位誤差特性の曲線を求める。そして、方位誤差特定部１１０４は、求めた曲線を参照して、基準地点＃１から基準地点＃ｎまでの移動距離に応じた車両１０１の方位測定結果の誤差範囲を特定する。
【００６９】
自律測位誤差特定部１１０５は、車両１０１が通過した最新の基準地点＃ｎから現在までの移動距離に応じて現在の自律測位の誤差範囲を特定する機能を有する。具体的には、自律測位誤差特定部１１０５は、方位誤差特定部１１０４によって特定された方位測定の誤差範囲が生じる車両１０１の自律測位結果の誤差範囲を、車両１０１の基準地点＃ｎから現在の移動距離に応じて特定する。
【００７０】
測位誤差特定の手法として、たとえば、自律測位誤差特定部１１０５は、方位誤差特定部１１０４によって特定された方位測定誤差の特性と、センサ部２００の測定誤差に依存した基準地点＃ｎから現在の移動距離に応じた測定誤差の特性とに、位置情報の誤差範囲を加算する。そして、自律測位誤差特定部１１０５は、上述の加算結果を、自律測位誤差特性を表す曲線として利用してもよい。
【００７１】
選択部１１０６は、自律測位と外部測位との比較結果に応じていずれか一方を、車両１０１の測位結果として選択する機能を有する。具体的には、選択部１１０６には、測位装置１１００などの外部の機器の測位誤差を特定する外部誤差特定機能と、外部の機器の測定誤差と、自律測位誤差特定部１１０５によって特定された測位誤差とを比較する比較機能とを備えている。
【００７２】
したがって、選択部１１０６は、まず、外部誤差特定機能によって測位装置１１００から取得された車両１０１の測位結果の誤差範囲を特定する。測位装置１１００の誤差範囲は一定値であり、仕様などから特定することができる。そして、比較機能によって、外部誤差特定機能によって特定された誤差範囲と、自律測位誤差特定部１１０５によって特定された誤差範囲とを比較する。
【００７３】
そして、選択部１１０６は、比較機能による比較結果に応じて、補正処理部１１０３による自律測位の測位結果と、測位装置１１００から取得された測位結果とのいずれか一方の測位結果を選択する。通常は、誤差範囲の小さい測位結果を選択するように設定するが、自律測位装置１００の仕様環境や、センサ部２００や測位装置１１００の特徴に応じて、選択基準を適宜調整してもよい。
【００７４】
たとえば、測位装置１１００からの測位結果を受信しづらい環境の場合、所定の誤差範囲であれば、測位装置１１００よりも補正処理部１１０３の自律測位を採用するように設定してもよい。補正処理部１１０３の自律測位を優先させることによって、測位装置１１００による測位結果を受信できずに、測位エラーを起こすような事態を防ぐことができる。
【００７５】
出力部１１０７は、補正処理部１１０３や自律測位誤差特定部１１０５で得られた車両１０１の測位に関する情報を出力する機能を有する。具体的には、補正処理部１１０３によって算出された車両１０１の緯度および経度、車両方位や、自律測位誤差特定部１１０５によって特定された自律測位誤差を出力する。また、出力部１１０７は、選択部１１０６によって、測位装置１１００による測位結果が選択された場合は、測位装置１１００によって算出された車両１０１の緯度および経度、車両方位を出力する。
【００７６】
出力部１１０７からの出力形式としては、具体的には、たとえば、緯度および経度や車両方位を示すアイコンを表示画面に表示する。また、緯度および経度により表示画面に表示された地図上に現在位置を表示してもよい。
【００７７】
つぎに、図１０，１１−１によって説明した構成の自律測位装置１００を利用した自律測位の実施例１，２について説明する。
【００７８】
（実施例１）
実施例１は、基準地点＃１〜基準地点＃ｎまでの移動距離から求まった基準方位を利用して車両１０１の現在位置における自律測位誤差を特定する。また、特定された自律測位誤差の精度に応じて適宜外部装置による測位結果を利用して、低負荷かつ高精度な測位を実現する。
【００７９】
図１２は、自律測位の処理手順を示すフローチャートである。図１２のフローチャートでは、車両１０１が自律測位をおこないながら走行する場合の処理手順を表している。図１２の各処理を実行することによって、基準地点から取得した位置情報を利用した自律測位を実現することができる。
【００８０】
図１２において、まず、走行中の車両１０１に搭載された自律測位装置１００の取得部１１０１が基準地点の位置情報を取得したか否かを判断する（ステップＳ１２０１）。ステップＳ１２０１では、取得部１１０１が基準地点の位置情報を取得するまで待ち（ステップＳ１２０１：Ｎｏのループ）、取得すると（ステップＳ１２０１：Ｙｅｓ）、取得データを蓄積する（ステップＳ１２０２）。
【００８１】
つぎに、蓄積データを利用して初期方位算出をおこない（ステップＳ１２０３）、算出された初期方位を利用して自車測位をおこなう（ステップＳ１２０４）。その後、車両１０１のエンジンのＯＦＦ状態が検出されたか否かを判断し（ステップＳ１２０５）、エンジンＯＮ状態が継続している場合は（ステップＳ１２０５：Ｎｏのループ）、ステップＳ１２０２に戻り、ステップＳ１２０２〜ステップＳ１２０５の処理を繰り返す。その後、エンジンＯＦＦ状態が検出されると（ステップＳ１２０５：Ｙｅｓ）、一連の自律測位を終了する。
【００８２】
以上説明したように、実施例１の自律測位も従来の自律測位と同様の手順を経て位置情報を取得して自車測位をおこなう。以下には、ステップＳ１２０２〜Ｓ１２０４の処理について詳細に説明する。
【００８３】
（取得データ蓄積）
図１３は、取得データ蓄積の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１２０２の取得データ蓄積では、具体的には、車速パルスカウント（ステップＳ１３０１）と、走行軌跡情報蓄積（ステップＳ１３０２）の２つの処理がおこなわれている。そして、上述の２つの処理が終了すると、ステップＳ１２０３の処理へ移行する。以下に、ステップＳ１３０１，Ｓ１３０２の処理について詳しく説明する。
【００８４】
＜車速パルスカウント＞
図１４は、車速パルスカウントの処理手順を示すフローチャートである。図１４のフローチャートは、車両１０１に搭載された車速パルス発生器１００５から発生した車速パルスを加算する手順を示している。図１４の処理によって車速パルスをカウントすることによって、移動体１０１の移動距離を算出することができる。
【００８５】
図１４において、まず、取得部１１０１が新規に基準地点の位置情報を取得したか否かを判断する（ステップＳ１４０１）。ここで、新規に基準地点の位置情報を取得したと判断された場合（ステップＳ１４０１：Ｙｅｓ）、取得した位置情報が初めての位置情報（たとえば、基準地点＃１など）か否かを判断する（ステップＳ１４０２）。なお、ステップＳ１４０１において、新規に基準地点の位置情報を取得していない場合には（ステップＳ１４０１：Ｎｏ）、ステップＳ１４０７に移行する。
【００８６】
ステップＳ１４０２において、取得した位置情報が初めての位置情報であると判断された場合（ステップＳ１４０２：Ｙｅｓ）、すでにカウントされたパルス数ｎを０に設定し（ステップＳ１４０３）、車速パルスのカウントを開始する（ステップＳ１４０６）。一方、ステップＳ１４０２において、取得した位置情報が既知の位置情報であると判断された場合（ステップＳ１４０２：Ｎｏ）、現在のパルス数ｎの値は、カウント数ｍとして一旦保存される（ステップＳ１４０４）。
【００８７】
その後、カウント数ｍを０にリセットし（ステップＳ１４０５）、あらたに車速パルスのカウントを開始する（ステップＳ１４０６）。ステップＳ１４０６によってカウントが開始されると、カウント数をインクリメントすることによってカウントが加算され（ステップＳ１４０７）、ステップＳ１３０２の処理に移行することにより、一連の車速パルスカウントを終了する。
【００８８】
＜走行軌跡情報蓄積＞
図１５は、走行軌跡情報蓄積の処理手順を示すフローチャートである。図１５のフローチャートは、車速パルスのカウント結果や、ジャイロセンサ１００６の検出結果を利用して車両１０１の走行軌跡に関する情報を蓄積する手順を示す。図１５の処理によって、車両１０１がどのような走行状況であるかを自律的に把握することができる。
【００８９】
図１５において、まず、車両移動距離（ｒ）算出（ステップＳ１５０１）と、車両移動方位（θ）算出（ステップＳ１５０２）とをそれぞれおこなう。その後、新規の基準地点の位置情報を取得したか否かを判断する（ステップＳ１５０３）。新規の基準地点の位置情報を取得したと判断された場合は（ステップＳ１５０３：Ｙｅｓ）、つぎに、車両１０１の走行に関する履歴Ｗが蓄積されているか否かを判断する（ステップＳ１５０４）。なお、ステップＳ１５０３において、新規の基準地点の位置情報を取得していないと判断された場合（ステップＳ１５０３：Ｎｏ）、そのままステップＳ１５０９の処理に移行する。
【００９０】
ステップＳ１５０４において、履歴Ｗが蓄積されていないと判断された場合（ステップＳ１５０４：Ｎｏ）、空状態の履歴Ｗに対して測位した基準地点の位置情報（始点Ｐａ）を追記して（ステップＳ１５０５）、ステップＳ１５０９の処理に移行する。一方、履歴Ｗが蓄積されていると判断された場合（ステップＳ１５０４：Ｙｅｓ）、記憶装置１００２内に用意されたバッファ内のデータを履歴Ｗに追記し（ステップＳ１５０６）、さらに、履歴Ｗに対して測位した基準地点の位置情報（終点Ｐｂ）を追記する（ステップＳ１５０７）。
【００９１】
ステップＳ１５０７による追記が完了するとバッファを一旦クリアして（ステップＳ１５０８）、ステップＳ１５０９の処理に移行する。そして、ステップＳ１５０９では、バッファに、ステップＳ１５０１，Ｓ１５０２にて算出された車両移動距離、車両移動方位（ｒ，θ）を蓄積して（ステップＳ１５０９）、一連の走行軌跡情報蓄積が終了する。
【００９２】
（初期方位算出）
図１６は、初期方位算出の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１２０３の初期方位算出は、具体的には、履歴Ｗに始点Ｐａ，終点Ｐｂがあるか否かの判断（ステップＳ１６０１）に応じて、車両１０１が基準地点＃ｎにおける初期方位を算出する。履歴ＷにＰａ，Ｐｂがあると判断された場合（ステップＳ１６０１：Ｙｅｓ）、基準方位誤差推定（ステップＳ１６０２）と、基準方位算出（ステップＳ１６０３）をおこなうことにより、初期方位を算出する。なお、履歴ＷにＰａ，Ｐｂがないと判断された場合（ステップＳ１６０１：Ｎｏ）、初期方位算出をおこなわずに、そのままステップＳ１２０４の処理へ移行する。
【００９３】
以下に、図１６における基準方位誤差推定（ステップＳ１６０２）と、基準方位算出（ステップＳ１６０３）の処理について詳しく説明する。なお、処理手順としては基準方位誤差推定→基準方位算出の順番であるが、基準方位誤差推定の処理内容が複雑であるため、先に基準方位算出処理について説明する。
【００９４】
＜基準方位算出＞
図１７は、基準方位算出の処理手順を示すフローチャートである。図１７のフローチャートは、車両１０１が基準地点を通過した際にどちらを向いているかを表す基準方位を算出する手順を示している。
【００９５】
図１７において、まず、自律測位装置１００は、車両１０１の走行に関する履歴Ｗが空か否かを判断する（ステップＳ１７０１）。ここで、履歴Ｗが空と判断された場合（ステップＳ１７０１：Ｙｅｓ）、基準方位を算出する必要がないため、そのままステップＳ１２０４へ移行して一連の基準方位算出を終了する。一方、履歴Ｗが空ではないと判断された場合（ステップＳ１７０１：Ｎｏ）、履歴Ｗ内に格納されている車両移動距離、車両移動方位（ｒ，θ）の情報から車両１０１の走行軌跡Ｖを作成する（ステップＳ１７０２）。
【００９６】
つぎに、作成した走行軌跡Ｖの始点座標Ｐａ’と、終点座標Ｐｂ’とを抽出する（ステップＳ１７０３）。さらに、線分Ｐａ’Ｐｂ’の中点Ｃ’を算出し（ステップＳ１７０４）、履歴Ｗ内のＰａ，Ｐｂを抽出し（ステップＳ１７０５）、線分ＰａＰｂの中点Ｃを算出する（ステップＳ１７０６）。そして、Ｃ’がＣと一致するように線分Ｐａ’Ｐｂ’を平行移動する（ステップＳ１７０７）。
【００９７】
つぎに、Ｐａ−Ｐａ’間、Ｐｂ−Ｐｂ’間の距離の総和が最小となるまで、点Ｃ’を中心として線分Ｐａ’Ｐｂ’を回転させる（ステップＳ１７０８）。同様に、Ｐａ−Ｐａ’間、Ｐｂ−Ｐｂ’間の距離の総和が最小となるまで、点Ｃ’を中心として走行軌跡Ｖを回転させる（ステップＳ１７０９）。以上の処理が終了した後、走行軌跡Ｖのベクトル方位Ｄを基準方位として抽出する（ステップＳ１７１０）。
【００９８】
その後、履歴ＷのＰｂを抽出し（ステップＳ１７１１）、履歴Ｗをクリアする（ステップＳ１７１２）。履歴Ｗがクリアされると、ステップＳ１７１１によって抽出されたＰｂがあらたにＰａとして履歴Ｗに記録され（ステップＳ１７１３）、一連の基準方位算出を終了する。
【００９９】
＜基準方位誤差推定＞
図１８は、基準方位誤差推定の処理手順を示すフローチャートである。図１８のフローチャートは、車両１０１が基準地点を通過した際に算出する基準方位（図１７にて算出された基準方位）の誤差範囲を推定する手順を示している。図５，６にて説明したように、基準方位誤差は、自律測位の誤差範囲に影響する。したがって、図１８の処理によって基準方位誤差を推定することによって、高精度に自律測位の誤差範囲の特定することができる。
【０１００】
図１８において、まず、自律測位装置１００は、車両１０１が通過した基準地点間の移動距離を算出する（ステップＳ１８０１）。そして、ステップＳ１８０１によって算出された移動距離に応じて方位誤差算出をおこなう。具体的には、基準地点測位誤差による方位誤差算出（ステップＳ１８０２）と、軌跡推定誤差による方位誤差算出（ステップＳ１８０３）との２種類の方位誤差算出がおこなわれる。さらに、ステップＳ１８０２，Ｓ１８０３の双方の方位誤差算出結果を加算することによって、基準方位誤差が算出され（ステップＳ１８０４）、一連の基準方位誤差推定が終了する。
【０１０１】
以下に、基準地点間の移動距離算出（ステップＳ１８０１）と、基準地点測位誤差による方位誤差算出（ステップＳ１８０２）および軌跡推定誤差による方位誤差算出（ステップＳ１８０３）の２種類の方位誤差算出と、基準方位誤差算出（ステップＳ１８０４）との詳細な内容について説明する。
【０１０２】
・基準地点間の移動距離算出
図１９は、基準地点間の移動距離算出の処理手順を示すフローチャートである。図１９のフローチャートは、車速パルスのカウント結果を利用して車両１０１が通過した基準地点間（たとえば基準地点＃１〜＃ｎ）の移動距離を算出する。上述したように、基準地点＃ｎにおける基準方位誤差は、基準地点＃１〜＃ｎの移動距離に依存する。したがって、図１９の処理によって、基準地点間の移動距離を算出することによって正確な基準方位誤差を特定することができる。
【０１０３】
図１９において、まず、自律測位装置１００は、バッファから基準地点間でカウントした車速パルス数（ｎ）を抽出する（ステップＳ１９０１）。そして、１パルスあたりの移動距離：ΔＬとカウントした車速パルス数（ｎ）との乗算によって車両移動距離（Ｌ）を算出して（ステップＳ１９０２）、一連の移動距離算出を終了する。
【０１０４】
・基準地点測位誤差による方位誤差算出
図２０は、基準地点測位誤差による方位誤差算出の処理手順を示すフローチャートである。図２０のフローチャートは、基準地点測位誤差によって生じる方位誤差を算出する。図２０の処理によって、基準地点からの位置情報の取得の際に生じる誤差を考慮した方位誤差を算出するため、高精度な基準方位誤差の特定に有用となる。
【０１０５】
図２０において、まず、自律測位装置１００は、基準地点＃ｎの測位誤差（Ｄｒ，Ｄｌ，Ｄｆ，Ｄｂ）を抽出する（ステップＳ２００１）。図２１は、基準地点測位時の定義を示す説明図である。図２１のように、車両１０１が基準地点を通過する際に、基準地点を中心として左右（Ｄｒ，Ｄｌ）、前後（Ｄｆ，Ｄｂ）の誤差エリアが発生する。測位誤差（Ｄｒ，Ｄｌ，Ｄｆ，Ｄｂ）は、自律測位装置１００が基準地点の位置情報から基準地点を測位する際に必ず発生してしまう誤差であり、仕様として組み込まれている。
【０１０６】
自律測位装置１００では、さらに、基準地点＃１の測位誤差（Ｄ’ｒ，Ｄ’ｌ，Ｄ’ｆ，Ｄ’ｂ）を抽出する（ステップＳ２００２）。なお、上述したように測位誤差を表す各値は、自律測位装置１００に含まれている値であるため呼び名は違うが（Ｄ’ｒ，Ｄ’ｌ，Ｄ’ｆ，Ｄ’ｂ）と（Ｄｒ，Ｄｌ，Ｄｆ，Ｄｂ）とは同じ値である。そして、抽出した測位誤差を利用して下記（７）式を用いて基準方位誤差（φｂ）を算出して（ステップＳ２００３）、一連の方位誤差算出を終了する。
【０１０７】
【数３】
【０１０８】
・軌跡推定誤差による方位誤差算出
図２２は、軌跡推定誤差による方位誤差算出の処理手順を示すフローチャートである。図２２のフローチャートは、軌跡推定誤差によって生じる方位誤差を算出する。図２２の処理によって、軌跡推定誤差を考慮した方位誤差を算出するため、高精度な基準方位誤差の特定に有用となる。
【０１０９】
図２２において、まず、自律測位装置１００は、たとえば蓄積された走行軌跡情報から方位推定誤差（Δθ）を算出する（ステップＳ２２０１）。具体的にΔθは、図１１−２の（Ｄ）において、Ｐａを原点とした時のＰｃのＸ成分（Ｘｄ）とＹ成分（Ｙｄ）について、実測値を求める下記（８）式と、理論値を求める下記（９）式との連立方程式を解くことにより求めることができる。その後、下記（１０）式を用いて基準方位誤差（φｄ）を算出し（ステップＳ２２０２）、一連の方位誤差算出を終了する。
【０１１０】
【数４】
【０１１１】
・基準地点方位誤差算出
図２３は、基準地点方位誤差算出の処理手順を示すフローチャートである。図２３のフローチャートでは、ステップＳ１８０２，Ｓ１８０３によって算出された方位誤差を用いて基準方位誤差を算出する。具体的には、テップＳ１８０２によって算出された方位誤差（φｂ）と、Ｓ１８０３によって算出された方位誤差（φｄ）とを加算して基準方位誤差（φ）を求め（ステップＳ２３０１）、ステップＳ１６０３へ移行することによって一連の基準方位誤差算出を終了する。
【０１１２】
（自車測位）
図２４は、自車測位の処理手順を示すフローチャートである。図２４のフローチャートは、ステップＳ１２０３による初期方位算出結果を利用した自車測位の手順を示している。図２４において、まず、自律測位装置１００は、基準方位Ｄに値が設定されているか否かを判断する（ステップＳ２４０１）。基準方位Ｄに値が設定されていない場合（ステップＳ２４０１：Ｎｏ）、車両１０１の自車測位ができないため、そのままステップＳ１２０５へ移行して、そのまま一連の自車測位を終了する。
【０１１３】
ステップＳ２４０１において、基準方位Ｄに値が設定されていると判断された場合（ステップＳ２４０１：Ｙｅｓ）、測位誤差推定（ステップＳ２４０２）、測位技術判定（ステップＳ２４０３）をおこなう。そしてステップＳ２４０２，Ｓ２４０３の結果に応じて出力処理（ステップＳ２４０４）をおこない、そのままステップＳ１２０５へ移行して、そのまま一連の自車測位を終了する。
【０１１４】
＜測位誤差推定＞
図２５は、測位誤差推定の処理手順を示すフローチャートである。図２５のフローチャートは、基準地点＃ｎについて算出された各値を利用して現在位置における自律測位装置１００の測位誤差を推定する手順を示す。図２４の処理によって、現在、車両１０１の自律測位がどの程度の精度によって実行可能かを特定することができる。
【０１１５】
図２５において、まず、自律測位装置１００は、車両移動距離ｒを算出する（ステップＳ２５０１）。車両移動距離ｒ（Ｌｄ）は、車速パルスを利用した場合、基準地点＃ｎからの車速パルス数（ｍ）をカウントしてΔＬと乗算することによって求められる（Ｌｄ＝ｍ＊ΔＬ）。
【０１１６】
つぎに、基準地点方位誤差による測位誤差（Ｅφ）を算出する（ステップＳ２５０２）。基準地点方位誤差による測位誤差（Ｅφ）はオイラーの公式を適用して、下記（１１）式によって求められる。
【０１１７】
【数５】
【０１１８】
続いて、現時点における自律測位誤差（Ｅｄ）を算出する（ステップＳ２５０３）。現時点における自律測位誤差（Ｅｄ）も、ステップＳ２５０２と同様にオイラーの公式を適用して、下記（１２）式によって求められる。
【０１１９】
【数６】
【０１２０】
さらに、基準地点測位誤差（Ｅｂ）を算出する（ステップＳ２５０４）。基準地点測位誤差（Ｅｂ）は、下記（１３）式によって求められる。
【数７】
【０１２１】
最期に、測位誤差（Ｅ）を算出して（ステップＳ２５０５）、ステップＳ２４０３に移行することによって、一連の測位誤差推定を終了する。測位誤差（Ｅ）は、ステップＳ２５０２〜Ｓ２５０４によって求められた各値（Ｅφ，Ｅｄ，Ｅｂ）を加算することによって求められる（Ｅ＝Ｅφ＋Ｅｄ＋Ｅｂ）。
【０１２２】
＜測位技術判定＞
図２６は、測位技術判定の処理手順を示すフローチャートである。図２６のフローチャートは、ステップＳ２４０２によって算出された測位誤差（Ｅ）と外部の機器による測位誤差とを比較して、より精度の高い技術を採用するための判定手順を示している。図２６の処理によって、車両１０１の移動状態の変化に応じて最も精度の高い技術を採用するため所定以上のレベルの自車測位を保つことができる。
【０１２３】
図２６において、まず、自律測位装置１００は、外部の測位技術の測位誤差（Ｅ’）を抽出する（ステップＳ２６０１）。つぎに、ステップＳ２４０２によって算出した測位誤差（Ｅ）がステップＳ２６０１によって抽出した測位誤差（Ｅ’）よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ２６０２）。
【０１２４】
ステップＳ２６０２において、測位誤差（Ｅ）が測位誤差（Ｅ’）よりも小さいと判断された場合（ステップＳ２６０２：Ｙｅｓ）、自律測位装置１００による自律測位を採用した方が、誤差範囲が小さく、高精度であるため、自律測位を利用すると判定して（ステップＳ２６０３）、一連の判定処理を終了する。一方、ステップＳ２６０２において、測位誤差（Ｅ）が測位誤差（Ｅ’）以上であると判断された場合（ステップＳ２６０２：Ｎｏ）、測位装置１１００などの外部装置よる外部測位を採用した方が、誤差範囲が小さく、高精度であるため、外部測位を利用すると判定して（ステップＳ２６０４）、一連の判定処理を終了する。
【０１２５】
図２６の判定処理の後、図２４のステップＳ２４０４に示したように、ステップＳ２４０３の判定処理によって採用された技術による自車測位の測位結果が出力される。ステップＳ２４０４の出力処理の後は、再度ステップＳ１２０５に戻ってエンジンＯＦＦが検出されるまで、一連の自律測位を繰り返す。
【０１２６】
以上説明したように実施例１では、基準地点を基準とした車両１０１による移動距離に応じて適宜最適な測位を実現する。したがって、従来であれば、つぎの基準地点までの距離が長く測位精度の低下が免れないような経路を走行する場合であっても、一定基準の精度を保った自車測位が可能となる。
【０１２７】
（実施例２）
実施例２では、基準方位誤差が小さくなるような基準地点間を設定して、基準測位誤差の誤差範囲をより小さくした高精度な自律測位を実現する。実施例１では、基準地点＃１〜＃ｎが一意的に決定していた。そこで、実施例２では、基準地点間隔の始点を可変にして、基準方位誤差が最小となるように設定する。
【０１２８】
図２７は、基準地点間の移動距離の一例を示す説明図である。図２７のように車両１０１は、基準地点＃４を通過するまでに、基準地点＃１〜＃３の３つの基準地点を通過している。各基準地点ではそれぞれ位置情報を取得しているため、基準地点＃４を＃ｎとした場合、他の基準地点のいずれを始点に設定してもよい。そして、どの基準地点を始点にするかに応じて基準地点間の距離Ｌは変化する。
【０１２９】
図２８は、基準地点間の移動距離と基準方位誤差との関係を示すグラフである。図２８のように、実施例１にて説明した手順によって基準方位誤差を算出すると、基準地点間の移動距離Ｌの変化に応じて基準方位誤差も変化する。図２８のように、移動距離Ｌと基準方位誤差との関係は一次式では表せない。
【０１３０】
そこで、実施例２では、最新の基準地点＃ｎを終点とし、過去に通過した基準地点のすべて、もしくは、最新のＸ個（＃ｎ−１，ｎ−２，…，ｎ−Ｘ）の基準地点を始点とした移動距離について、それぞれ基準方位誤差を求め、極小となる基準地点を始点とする。図２８の場合、Ｌ２が極小となるため、基準地点＃２〜基準地点＃４を基準地点間隔として採用する。
【０１３１】
実施例２の場合、全体の自律測位の手順は実施例１と同等に図１２に示したような手順となる。したがって、以下には、実施例１と異なる処理を要する箇所について順に説明する。まず図１２のステップＳ１２０３における初期方位算出について、実施例２特有の処理について説明する。
【０１３２】
＜初期方位算出＞
図２９は、実施例２における初期方位算出の処理手順を示すフローチャートである。図２９のフローチャートでは、実施例２における初期方位算出の処理手順を表している。図２９の各処理を実行することにより、車両１０１が取得した複数の基準地点の位置情報間の移動距離のうち、方位誤差が最小となる組み合わせを選択して、自律測位に利用することができる。
【０１３３】
図２９において、まず、履歴ＷにＰａ，Ｐｂがあるか否かを判断する（ステップＳ２９０１）。履歴ＷにＰａ，Ｐｂがあるかとは、すなわち、基準地点の始点〜終点を参照するため、必要回数（最低２回）基準地点測位がおこなわれているかを判断している。ステップＳ２９０１において、履歴ＷにＰａ，Ｐｂがないと判断されると（ステップＳ２９０１：Ｎｏ）、そのままステップＳ１２０４の自車測位に移行する。
【０１３４】
一方、履歴ＷにＰａ，Ｐｂがあると判断された場合（ステップＳ２９０１：Ｙｅｓ）、つぎに、最適基準地点の選択をおこなう（ステップＳ２９０２）。最適基準地点とは、図２８にて説明したように、方位誤差が最小となる基準地点間の移動距離である。そして、選択された基準地点間の移動距離に基づいて基準方位算出をおこない（ステップＳ２９０３）、ステップＳ１２０４の処理に移行する。なお、ステップＳ２９０２，Ｓ２９０３における詳細な処理内容については後述する。
【０１３５】
＜最適基準地点選択＞
図３０は、最適基準地点選択の処理手順を示すフローチャートである。図３０のフローチャートは、最適な基準地点を選択する手順を示している。図３０の処理によって選択された基準地点を始点として利用することによって基準方位誤差の誤差範囲を最小にすることができる。
【０１３６】
図３０において、まず、車両１０１が新規に基準地点の位置情報を取得したか否かを判断する（ステップＳ３００１）。ステップＳ３００１では、新規に基準地点の位置情報を取得していないと判断すると（ステップＳ３００１：Ｎｏ）、最適基準点を選択できないので、そのままステップＳ２９０３の処理へ移行し、一連の最適基準地点選択を終了する。一方、新規に基準地点の位置情報を取得したと判断されると（ステップＳ３００１：Ｙｅｓ）、取得した基準地点を基準地点候補として保存する（ステップＳ３００２）。
【０１３７】
つぎに、保存された基準地点から基準地点候補を抽出し（ステップＳ３００３）、抽出した基準地点候補を利用した場合の基準方位誤差を推定する（ステップＳ３００４）。なお、上述したステップＳ３００２，Ｓ３００３の処理については詳しく後述する。そして、ステップＳ３００４によって求められた基準方位誤差が、推定済みの基準方位誤差の中で最小か否かを判断する（ステップＳ３００５）。
【０１３８】
ステップＳ３００５において、求められた基準方位誤差が、推定済みの基準方位誤差の中で最小であると判断された場合（ステップＳ３００５：Ｙｅｓ）、バッファ内のＷ＿ｔｅｍｐに最新の履歴Ｗを上書きする（ステップＳ３００６）。一方、推定済みの基準方位誤差の中で最小ではないと判断された場合（ステップＳ３００５：Ｎｏ）、最新の履歴Ｗにバッファ内のＷ＿ｔｅｍｐを上書きする（ステップＳ３００７）。
【０１３９】
その後、基準地点候補を格納したスタックが空か否かを判断し（ステップＳ３００８）、スタックが空になるまでステップＳ３００３〜Ｓ３００７の処理を繰り返す（ステップＳ３００８：Ｎｏのループ）。ステップＳ３００８において、スタックが空になったと判断されると（ステップＳ３００８：Ｙｅｓ）、スタックポインタを元に戻し（ステップＳ３００９）、パルス数ｎの値を０にリセットし（ステップＳ３０１０）、ステップ２９０３の処理に移行する。
【０１４０】
＜基準地点候補保存＞
図３１は、基準地点候補保存の処理手順を示すフローチャートである。図３１のフローチャートは、車両１０１が通過した基準地点の中から始点として候補となる基準地点を保存する手順を示す。
【０１４１】
図３１において、まず、自律測位装置１００は、初めての基準地点測位か否かを判断する（ステップＳ３１０１）。ステップＳ３１０１において、初めての基準地点測位と判断された場合（ステップＳ３１０１：Ｙｅｓ）、基準地点候補保存をおこなわずに、そのまま、ステップＳ３００３の処理へ移行する。一方、ステップＳ３１０１において、初めての基準地点測位ではないと判断された場合（ステップＳ３１０１：Ｎｏ）、まず、基準地点間の車速パルス数（ｎ）と履歴Ｗをバッファ内のスタックにプッシュする（ステップＳ３１０２）。
【０１４２】
ステップＳ３１０２の処理によって基準地点候補が保存されると、その後、車速パルス数（ｎ）は０にリセットされる（ステップＳ３１０３）。さらに、履歴Ｗの基準地点の始点Ｐａと、車両移動距離、車両移動方位（ｒ，θ）をクリアし（ステップＳ３１０４）、ステップＳ３００３の処理へ移行する。
【０１４３】
＜基準地点候補抽出＞
図３２は、基準地点候補抽出の処理手順を示すフローチャートである。図３２のフローチャートは、ステップＳ３００３によって保存された基準地点候補を順次抽出して、基準方位誤差を算出させる。図３２において、まず、スタックをポップし、車速パルス数ｎをｎ＿ｔｅｍｐに格納する（ステップＳ３２０１）。つぎに、車速パルス数ｎをインクリメントした値をｎ＿ｔｅｍｐに設定する（ステップＳ３２０２）。
【０１４４】
その後、ポップして取得したＰａを履歴Ｗに上書きし（ステップＳ３２０３）、最後に、ポップして取得した車両移動距離、車両移動方位（ｒ，θ）を履歴Ｗの車両移動距離、車両移動方位（ｒ，θ）の前に追記して（ステップＳ３２０４）、ステップＳ３００４の処理に移行する。
【０１４５】
上述したように、実施例２では、ステップＳ２９０２によって最適な基準地点が選択されたため、以降の処理は実施例１と同様の手順によっておこなわれる。実施例２の場合、基準方位誤差は極小値をもっているため、極小値に最も近い移動距離を示す基準点を過去に通過した基準点から選択することで、自律測位誤差は最少となる。したがって、車両１０１の経路によっては実施例１と同じハードウェアであっても、自律測位誤差の誤差範囲の小さい、高精度な自律測位結果を提供する場合がある。
【０１４６】
以上説明したように、本実施の形態にかかる自律測位プログラム、自律測位装置および自律測位方法によれば、位置情報を取得可能な基準地点を車両１０１がどのように通過したかに応じて、車両１０１の走行状態を考慮して自律測位の誤差範囲を特定する。したがって、従来と同じ情報量であっても走行状況を正しく把握したことにより高精度な自律測位が可能となる。
【０１４７】
また、上記の実施の形態では、車両１０１が走行を開始して通過した基準地点のうち、最初に取得した基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて方位誤差の誤差範囲を特定してもよい。方位誤差の誤差範囲は、車両１０１の走行状況を反映して特定されるため、車両１０１の走行状況に適した基準に基づいて高精度に方位誤差の誤差範囲を特定することができる。
【０１４８】
また、上記実施の形態では、自律測位と外部測位とを比較する比較機能と、比較結果に応じていずれかの測位技術を選択する選択機能を追加してもよい。これらの機能を追加することによって、自動的に測位技術を最適な手法に切り替えることができる。したがって、利用者に負荷をかけることなく、高精度な測位を維持させることができる。
【０１４９】
また、上記実施の形態において、方位誤差を特定する際には、あらかじめ、センサの測定誤差に依存して任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じた増加を示す測定誤差の特性と、複数の基準地点間の移動距離に応じた減少を示す基準地点測定誤差の特性とを加算した方位誤差特性を用意してもよい。方位誤差特性を参照することによって、車両１０１の任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて即座に高精度な方位誤差の特定が可能となる。したがって、簡易な処理であっても、高精度に方位誤差を特定することができる。
【０１５０】
また、上記実施の形態において、測位誤差を特定する際には、あらじめ、方位誤差特性と、センサ依存誤差特性と基準地点誤差範囲とを加算した測位誤差特性を用意してもよい。測位誤差特性を参照することによって、車両１０１の最新の基準地点からの移動距離に応じて即座に高精度な測位誤差の特定が可能となる。したがって、簡易な処理であっても、高精度に測位誤差を特定することができる。
【０１５１】
また、上記実施の形態において、車両１０１が通過した複数の基準地点と最新の基準地点を利用して算出した方位誤差のうち、誤差範囲が最小となる方位誤差の値を採用して、測位誤差を求めてもいい。測位誤差の特定には方位誤差が加算された特性を利用しているため、方位誤差が最小となれば、測位誤差も最小となる。したがって、取得情報を変更することなく、より高精度な自律測位が可能となる。
【０１５２】
また、上記実施の形態では、車両１０１の走行に応じて自律測位結果と外部測位結果とを比較して誤差範囲がより小さくなる測位技術を採用するため、基準地点を通過して所定以上走行した場合には、自動的に外部装置による測位技術に切り替わる。したがって、測位精度を一定以上に保持することができる。
【０１５３】
なお、本実施の形態で説明した自律測位方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。本自律測位プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また本自律測位プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布してもよい。
【０１５４】
また、本実施の形態で説明した自律測位装置１００は、スタンダードセルやストラクチャードＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの特定用途向けＩＣ（以下、単に「ＡＳＩＣ」と称す。）やＦＰＧＡなどのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）によっても実現することができる。具体的には、たとえば、上述した自律測位装置１００の機能（取得部１１０１〜出力部１１０７）をＨＤＬ記述によって機能定義し、そのＨＤＬ記述を論理合成してＡＳＩＣやＰＬＤに与えることにより、自律測位装置１００を製造することができる。
【０１５５】
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１５６】
（付記１）移動体に搭載されたセンサによって検出された前記移動体の移動距離および回転角により前記移動体の自律測位を実行するコンピュータを、
前記移動体が基準地点を通過する都度、当該基準地点の位置情報を取得する取得手段、
前記取得手段によって位置情報が取得された前記移動体が通過済みの基準地点のうち、任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて、前記最新の基準地点における前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定する方位誤差特定手段、
前記方位誤差特定手段によって特定された方位測定の誤差範囲が生じる前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じて特定する自律測位誤差特定手段、
前記自律測位誤差特定手段によって特定された前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を出力する出力手段、
として機能させることを特徴とする自律測位プログラム。
【０１５７】
（付記２）前記方位誤差特定手段は、前記取得手段によって位置情報が取得された前記移動体が通過済みの基準地点のうち最初に取得された基準地点を前記任意の基準地点として前記最新の基準地点までの移動距離に応じて、前記最新の基準地点における前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定することを特徴とする付記１に記載の自律測位プログラム。
【０１５８】
（付記３）前記コンピュータを、さらに、
外部の測位装置から取得された前記移動体の測位結果の誤差範囲を特定する外部誤差特定手段、
前記外部誤差特定手段によって特定された誤差範囲と、前記出力手段によって出力された誤差範囲とを比較する比較手段、
前記比較手段による比較結果に応じて、前記コンピュータによる自律測位による測位結果と前記外部の測位装置から取得された測位結果とのうち、いずれか一方の測位結果を選択する選択手段、
として機能させることを特徴とする付記１に記載の自律測位プログラム。
【０１５９】
（付記４）前記方位誤差特定手段は、前記センサの測定誤差に依存して前記任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じた増加を示す測定誤差の特性と、複数の基準地点間の移動距離に応じた減少を示す基準地点測定誤差の特性との加算結果に応じて、前記任意の基準地点から前記最新の基準地点までの移動距離に応じた前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定することを特徴とする付記１または２に記載の自律測位プログラム。
【０１６０】
（付記５）前記自律測位誤差特定手段は、前記方位誤差特定手段によって特定された方位測定結果の誤差範囲を示す方位測定誤差の特性と、前記センサの測定誤差に依存して前記最新の基準地点からの移動距離に応じた増加を示す測定誤差の特性と、前記取得手段によって取得された位置情報の誤差範囲との加算結果に応じて、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じた前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を特定することを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の自律測位プログラム。
【０１６１】
（付記６）前記方位誤差特定手段は、前記取得手段によって取得された各基準地点から前記最新の基準地点までの移動距離に応じて、それぞれ前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定し、当該特定された誤差範囲が最小となる基準地点を前記任意の基準地点とすることを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の自律測位プログラム。
【０１６２】
（付記７）前記選択手段は、誤差範囲の少ない測位結果を選択することを特徴とする付記２〜５のいずれか一つに記載の自律測位プログラム。
【０１６３】
（付記８）移動体に搭載されたセンサによって検出された前記移動体の移動距離および回転角により前記移動体の自律測位を実行する自律測位装置であって、
前記移動体が基準地点を通過する都度、当該基準地点の位置情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって位置情報が取得された前記移動体が通過済みの基準地点のうち、任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて、前記最新の基準地点における前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定する方位誤差特定手段と、
前記方位誤差特定手段によって特定された方位測定の誤差範囲が生じる前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じて特定する自律測位誤差特定手段と、
前記自律測位誤差特定手段によって特定された前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする自律測位装置。
【０１６４】
（付記９）移動体に搭載されたセンサによって検出された前記移動体の移動距離および回転角により前記移動体の自律測位を実行するコンピュータが、
前記移動体が基準地点を通過する都度、当該基準地点の位置情報を取得する取得工程と、
前記取得工程によって位置情報が取得された前記移動体が通過済みの基準地点のうち、任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて、前記最新の基準地点における前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定する方位誤差特定工程と、
前記方位誤差特定工程によって特定された方位測定の誤差範囲が生じる前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じて特定する自律測位誤差特定工程と、
前記自律測位誤差特定工程によって特定された前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を出力する出力工程と、
を実行することを特徴とする自律測位方法。
【符号の説明】
【０１６５】
１００ 自律測位装置
１０１ 車両
１０２（１０２−１〜１０２−ｎ） 光ビーコン
１０３ ＧＰＳ衛星
２００ センサ部
２１０ 方位算出部
２２０ 位置算出部
１１０１ 取得部
１１０２ 判断部
１１０３ 補正処理部
１１０４ 方位誤差特定部
１１０５ 自律測位誤差特定部
１１０６ 選択部
１１０７ 出力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載されたセンサによって検出された前記移動体の移動距離および回転角により前記移動体の自律測位を実行するコンピュータを、
前記移動体が基準地点を通過する都度、当該基準地点の位置情報を取得する取得手段、
前記取得手段によって位置情報が取得された前記移動体が通過済みの基準地点のうち、任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて、前記最新の基準地点における前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定する方位誤差特定手段、
前記方位誤差特定手段によって特定された方位測定の誤差範囲が生じる前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じて特定する自律測位誤差特定手段、
前記自律測位誤差特定手段によって特定された前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を出力する出力手段、
として機能させることを特徴とする自律測位プログラム。
【請求項２】
前記コンピュータを、さらに、
外部の測位装置から取得された前記移動体の測位結果の誤差範囲を特定する外部誤差特定手段、
前記外部誤差特定手段によって特定された誤差範囲と、前記出力手段によって出力された誤差範囲とを比較する比較手段、
前記比較手段による比較結果に応じて、前記コンピュータによる自律測位による測位結果と前記外部の測位装置から取得された測位結果とのうち、いずれか一方の測位結果を選択する選択手段、
として機能させることを特徴とする請求項１に記載の自律測位プログラム。
【請求項３】
前記方位誤差特定手段は、前記センサの測定誤差に依存して前記任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じた増加を示す測定誤差の特性と、複数の基準地点間の移動距離に応じた減少を示す基準地点測定誤差の特性との加算結果に応じて、前記任意の基準地点から前記最新の基準地点までの移動距離に応じた前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定することを特徴とする請求項１または２に記載の自律測位プログラム。
【請求項４】
前記自律測位誤差特定手段は、前記方位誤差特定手段によって特定された方位測定結果の誤差範囲を示す方位測定誤差の特性と、前記センサの測定誤差に依存して前記最新の基準地点からの移動距離に応じた増加を示す測定誤差の特性と、前記取得手段によって取得された位置情報の誤差範囲との加算結果に応じて、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じた前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を特定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の自律測位プログラム。
【請求項５】
前記方位誤差特定手段は、前記取得手段によって取得された各基準地点から前記最新の基準地点までの移動距離に応じて、それぞれ前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定し、当該特定された誤差範囲が最小となる基準地点を前記任意の基準地点とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の自律測位プログラム。
【請求項６】
移動体に搭載されたセンサによって検出された前記移動体の移動距離および回転角により前記移動体の自律測位を実行する自律測位装置であって、
前記移動体が基準地点を通過する都度、当該基準地点の位置情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって位置情報が取得された前記移動体が通過済みの基準地点のうち、任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて、前記最新の基準地点における前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定する方位誤差特定手段と、
前記方位誤差特定手段によって特定された方位測定の誤差範囲が生じる前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じて特定する自律測位誤差特定手段と、
前記自律測位誤差特定手段によって特定された前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする自律測位装置。
【請求項７】
移動体に搭載されたセンサによって検出された前記移動体の移動距離および回転角により前記移動体の自律測位を実行するコンピュータが、
前記移動体が基準地点を通過する都度、当該基準地点の位置情報を取得する取得工程と、
前記取得工程によって位置情報が取得された前記移動体が通過済みの基準地点のうち、任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて、前記最新の基準地点における前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定する方位誤差特定工程と、
前記方位誤差特定工程によって特定された方位測定の誤差範囲が生じる前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じて特定する自律測位誤差特定工程と、
前記自律測位誤差特定工程によって特定された前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を出力する出力工程と、
を実行することを特徴とする自律測位方法。
【請求項１】
移動体に搭載されたセンサによって検出された前記移動体の移動距離および回転角により前記移動体の自律測位を実行するコンピュータを、
前記移動体が基準地点を通過する都度、当該基準地点の位置情報を取得する取得手段、
前記取得手段によって位置情報が取得された前記移動体が通過済みの基準地点のうち、任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて、前記最新の基準地点における前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定する方位誤差特定手段、
前記方位誤差特定手段によって特定された方位測定の誤差範囲が生じる前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じて特定する自律測位誤差特定手段、
前記自律測位誤差特定手段によって特定された前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を出力する出力手段、
として機能させることを特徴とする自律測位プログラム。
【請求項２】
前記コンピュータを、さらに、
外部の測位装置から取得された前記移動体の測位結果の誤差範囲を特定する外部誤差特定手段、
前記外部誤差特定手段によって特定された誤差範囲と、前記出力手段によって出力された誤差範囲とを比較する比較手段、
前記比較手段による比較結果に応じて、前記コンピュータによる自律測位による測位結果と前記外部の測位装置から取得された測位結果とのうち、いずれか一方の測位結果を選択する選択手段、
として機能させることを特徴とする請求項１に記載の自律測位プログラム。
【請求項３】
前記方位誤差特定手段は、前記センサの測定誤差に依存して前記任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じた増加を示す測定誤差の特性と、複数の基準地点間の移動距離に応じた減少を示す基準地点測定誤差の特性との加算結果に応じて、前記任意の基準地点から前記最新の基準地点までの移動距離に応じた前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定することを特徴とする請求項１または２に記載の自律測位プログラム。
【請求項４】
前記自律測位誤差特定手段は、前記方位誤差特定手段によって特定された方位測定結果の誤差範囲を示す方位測定誤差の特性と、前記センサの測定誤差に依存して前記最新の基準地点からの移動距離に応じた増加を示す測定誤差の特性と、前記取得手段によって取得された位置情報の誤差範囲との加算結果に応じて、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じた前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を特定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の自律測位プログラム。
【請求項５】
前記方位誤差特定手段は、前記取得手段によって取得された各基準地点から前記最新の基準地点までの移動距離に応じて、それぞれ前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定し、当該特定された誤差範囲が最小となる基準地点を前記任意の基準地点とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の自律測位プログラム。
【請求項６】
移動体に搭載されたセンサによって検出された前記移動体の移動距離および回転角により前記移動体の自律測位を実行する自律測位装置であって、
前記移動体が基準地点を通過する都度、当該基準地点の位置情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって位置情報が取得された前記移動体が通過済みの基準地点のうち、任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて、前記最新の基準地点における前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定する方位誤差特定手段と、
前記方位誤差特定手段によって特定された方位測定の誤差範囲が生じる前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じて特定する自律測位誤差特定手段と、
前記自律測位誤差特定手段によって特定された前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする自律測位装置。
【請求項７】
移動体に搭載されたセンサによって検出された前記移動体の移動距離および回転角により前記移動体の自律測位を実行するコンピュータが、
前記移動体が基準地点を通過する都度、当該基準地点の位置情報を取得する取得工程と、
前記取得工程によって位置情報が取得された前記移動体が通過済みの基準地点のうち、任意の基準地点から最新の基準地点までの移動距離に応じて、前記最新の基準地点における前記移動体の方位測定結果の誤差範囲を特定する方位誤差特定工程と、
前記方位誤差特定工程によって特定された方位測定の誤差範囲が生じる前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を、前記最新の基準地点から前記移動体の現在位置までの移動距離に応じて特定する自律測位誤差特定工程と、
前記自律測位誤差特定工程によって特定された前記移動体の自律測位結果の誤差範囲を出力する出力工程と、
を実行することを特徴とする自律測位方法。
【図１−１】
【図１−２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１−１】
【図１１−２】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図１−２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１−１】
【図１１−２】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【公開番号】特開２０１１−１７５９９（Ｐ２０１１−１７５９９Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６２１１２（Ｐ２００９−１６２１１２）
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]