速度検出装置及び方法
【課題】移動体の速度を自律航法手段により高精度に検出することのできる速度検出装置及び方法を提供する。
【解決手段】移動体が移動する道路の道路属性を特定する道路属性特定手段１００、１１０、１８０と、前記移動体の移動速度を検出するための異なる複数の自律航法手段１００、１１２、１１３と、複数の前記自律航法手段１００、１１２、１１３から、特定された前記道路属性に適合する前記自律航法手段１００、１１２、１１３を選択する自律航法手段選択手段１００と、を備え、選択された前記自律航法手段１００、１１２、１１３を用いて、前記移動体の移動速度を検出する。
【解決手段】移動体が移動する道路の道路属性を特定する道路属性特定手段１００、１１０、１８０と、前記移動体の移動速度を検出するための異なる複数の自律航法手段１００、１１２、１１３と、複数の前記自律航法手段１００、１１２、１１３から、特定された前記道路属性に適合する前記自律航法手段１００、１１２、１１３を選択する自律航法手段選択手段１００と、を備え、選択された前記自律航法手段１００、１１２、１１３を用いて、前記移動体の移動速度を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、速度検出装置及び方法に関するものであり、特に、自律航法手段により移動体の速度を高精度に検出することができる速度検出装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両に搭載されるナビゲーション装置は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し、その情報に基づいて車両の現在位置を算出し、算出した現在位置を、ナビゲーション装置に設けられた表示画面に表示されている地図上に重ねて表示させることにより、利用者に車両の現在位置を提示することができる。
【０００３】
ところで、ＧＰＳ信号のみを用いて算出された現在位置には、通常、１０ｍ前後の誤差が含まれるため、その現在位置をそのまま適用すると、正しい道路上に現在位置が表示されない恐れがある。また、車両がトンネル内や高層ビルの谷間を走行しているような場合には、ＧＰＳ信号を受信できないため、現在位置の算出自体ができなくなってしまう。
【０００４】
そこで、ＧＰＳ信号から算出した現在位置を地図上の適切な位置にマッチングするマップマッチング処理や、車両から取得した車速や移動距離等の走行情報を用いて、ＧＰＳ信号から算出した現在位置を補間する方法が提案されている。
【０００５】
例えば、下記特許文献１（特開２０１０−１９７５９号公報）には、ＧＰＳ信号を用いて現在位置を算出する他律航法手段と、車速センサ及びジャイロスコープから取得した車両の走行情報を用いて現在位置を算出する自律航法手段とを備え、他律航法手段による現在位置の算出精度が低下していると判定された場合、自律航法手段に切り替えて車両の現在位置を算出するように構成した「走行車線検出装置」が開示されている。
【０００６】
一方、ナビゲーション装置には、車両に固定的に設置されるのではなく、必要に応じて車両から取り外して携帯し、例えば、歩行経路を利用者に案内する用途に利用可能なポータブル型のナビゲーション装置（ＰＮＤ：Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）がある。この場合、ＰＮＤを車両に搭載し、特許文献１に開示された自律航法手段を用いて現在位置を高精度に検出しようとすると、車両側の車速センサとナビゲーション装置とを接続する作業が必要になる。このような作業は、非常に煩わしく、また、車両によっては、ＰＮＤとの接続に対応していないものもあるため、近年のＰＮＤは、車両の走行情報、例えば、車速をＰＮＤ単体で検出可能とした自己完結型の自律航法手段を備えるものが主流になりつつある。
【０００７】
ここで、車速の検出に用いられる自律航法手段としては、例えば、加速度センサ及びジャイロセンサを利用したものを挙げることができる。例えば、下記特許文献２（特開２０００−２２１２０７号公報）には、加速度センサにより走行車体の進行方向の加速度を検出し、その検出値を積分することで車速を検出する「走行速度検出装置」が開示されている。また、下記特許文献３（特開平１０−９８７７号公報）には、加速度センサにより自動車の前後方向の加速度を検出する一方、方位検出用ジャイロセンサの出力に基づいて遠心力情報を求め、前記遠心力情報から、自動車がカーブを走行していることを検出したとき、加速度センサの出力を積分して求めた車速を遠心力の影響を考慮して補償するようにした「車速検出システム」が開示されている。
【０００８】
さらに、下記特許文献４（特開２０１０−７８５９５号公報）には、加速度センサにより車両の上下方向の加速度を検出するとともに、ジャイロセンサにより車両のピッチレートを検出し、これらを用いて、路面のうねりを考慮した車速を算出するようにした「速度算出装置」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１９７５９号公報（段落［００４１］、［００４２］）
【特許文献２】特開２０００−２２１２０７号公報（要約書）
【特許文献３】特開平１０−９８７７号公報（段落［００１１］、［００１３］）
【特許文献４】特開２０１０−７８５９５号公報（要約書）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献２及び３では、車両が坂道を走行している場合や、凹凸のある路面を走行している場合、進行方向の加速度が重力加速度の影響を受けるため、速度の検出精度が低下する欠点がある。また、上記特許文献４では、路面のうねりが小さい場合に、速度の検出精度が低下する欠点がある。従って、上記のいずれの自律航法手段を用いても、車両が走行する道路の状況や車両の走行状態によっては、走行速度を高精度に検出できないことがある。
【００１１】
本発明は、上記の問題点を解消することを課題とするものであり、移動体の速度を自律航法手段により高精度に検出することのできる移動速度検出装置及び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】
【００１２】
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、移動体が移動する道路の道路属性を特定する道路属性特定手段と、前記移動体の移動速度を検出するための異なる複数の自律航法手段と、複数の前記自律航法手段から、特定された前記道路属性に適合する前記自律航法手段を選択する自律航法手段選択手段と、を備え、選択された前記自律航法手段を用いて、前記移動体の移動速度を検出することを特徴とする。
【００１３】
本願の請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる移動速度検出装置において、前記道路属性特定手段は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部を備え、前記ＧＰＳ信号に基づく前記移動体の位置情報から前記道路属性を特定することを特徴とする。
【００１４】
本願の請求項３にかかる発明は、請求項２にかかる移動速度検出装置において、前記道路属性特定手段は、前記道路属性を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段を備え、前記ＧＰＳ信号に基づく前記移動体の前記位置情報に対応する前記地図情報から、前記道路属性を特定することを特徴とする。
【００１５】
本願の請求項４にかかる発明は、請求項１にかかる移動速度検出装置において、前記道路属性特定手段は、前記移動体の移動状態を検出する移動状態検出手段を備え、前記移動状態から前記道路属性を特定することを特徴とする。
【００１６】
本願の請求項５にかかる発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の速度検出装置において、前記自律航法手段は、前記移動体の進行方向の加速度を検出する加速度センサを備え、前記加速度から前記移動速度を求める第１自律航法手段を含むことを特徴とする
本願の請求項６にかかる発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の速度検出装置において、前記自律航法手段は、前記移動体の進行方向と直交する左右方向の加速度を検出する加速度センサと、前記移動体の角速度を検出するジャイロセンサとを備え、前記加速度及び前記角速度から前記移動速度を求める第２自律航法手段を含むことを特徴とする。
【００１７】
本願の請求項７にかかる発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の速度検出装置において、前記自律航法手段は、前記移動体の進行方向と直交する上下方向の加速度を検出する加速度センサと、前記移動体の角速度を検出するジャイロセンサとを備え、前記加速度及び前記角速度から前記移動速度を求める第３自律航法手段を含むことを特徴とする。
【００１８】
本願の請求項８にかかる発明は、移動体が移動する道路の道路属性を特定するステップと、前記移動体の移動速度を検出するための異なる複数の自律航法手段から、特定された前記道路属性に適合する前記自律航法手段を選択するステップと、選択された前記自律航法手段を用いて、前記移動体の移動速度を検出するステップと、を有することを特徴とする。
【００１９】
本願の請求項９にかかる発明は、請求項８にかかる速度検出方法において、前記道路属性を特定するステップでは、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づき、前記移動体の位置情報を取得し、前記位置情報から前記道路属性を特定することを特徴とする。
【００２０】
本願の請求項１０にかかる発明は、請求項８にかかる速度検出方法において、前記道路属性を特定するステップでは、前記移動体の移動状態から前記道路属性を特定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１にかかる発明においては、移動体が移動する道路の道路属性を特定する道路属性特定手段と、前記移動体の移動速度を検出するための異なる複数の自律航法手段と、複数の前記自律航法手段から、特定された前記道路属性に適合する前記自律航法手段を選択する自律航法手段選択手段と、を備え、選択された前記自律航法手段を用いて、前記移動体の移動速度を検出する。
【００２２】
このように構成することにより、道路の状況に応じて、最適な自律航法手段を選択して速度を算出するため、極めて高精度な移動体の速度を得ることができる。
【００２３】
請求項２にかかる発明においては、請求項１にかかる速度検出装置において、ＧＰＳ受信部により受信したＧＰＳ信号に基づいて移動体の位置情報を取得し、その位置情報から道路属性を取得して、自律航法手段を選択することができる。
【００２４】
請求項３にかかる発明においては、請求項２にかかる速度検出装置において、移動体の位置情報に対応した地図情報から、道路属性を特定することができる。
【００２５】
請求項４にかかる発明においては、請求項１にかかる速度検出装置において、ＧＰＳ受信部や自律航法手段を用いて、移動体の進行方向の変化や上下方向の変化などの移動状態を検出でき、その移動状態から道路属性を特定することができる。
【００２６】
請求項５にかかる発明においては、請求項１〜４のいずれか１項にかかる速度検出装置において、自律航法手段は、移動体の進行方向の加速度を加速度センサにより検出し、その加速度に基づいて移動速度を求める手段とすることができる。
【００２７】
請求項６にかかる発明においては、請求項１〜４のいずれか１項にかかる速度検出装置において、自律航法手段は、移動体の進行方向と直交する左右方向の加速度を加速度センサにより検出するとともに、移動体の角速度をジャイロセンサにより検出することにより、左右方向の加速度および角速度に基づいて移動速度を求める手段とすることができる。
【００２８】
請求項７にかかる発明においては、請求項１〜４のいずれか１項にかかる速度検出装置において、自律航法手段は、移動体の進行方向と直交する上下方向の加速度を加速度センサにより検出するとともに、移動体の角速度をジャイロセンサにより検出することにより、上下方向の加速度および角速度に基づいて移動速度を求める手段とすることができる。
【００２９】
請求項８にかかる発明においては、移動体が移動する道路の道路属性を特定するステップと、前記移動体の移動速度を検出するための異なる複数の自律航法手段から、特定された前記道路属性に適合する前記自律航法手段を選択するステップと、選択された前記自律航法手段を用いて、前記移動体の移動速度を検出するステップと、を有することにより、道路の状況に応じて、最適な自律航法手段を選択して速度を算出するため、極めて高精度な移動体の速度を得ることができる。
【００３０】
請求項９にかかる発明においては、請求項８にかかる速度検出方法において、ＧＰＳ受信部により受信したＧＰＳ信号に基づいて移動体の位置情報を取得し、その位置情報から道路属性を取得して、自律航法手段を選択することができる。
【００３１】
請求項１０にかかる発明においては、請求項８にかかる速度検出方法において、移動体の移動状態を検出し、その移動状態から道路属性を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例におけるナビゲーション装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の実施例におけるナビゲーション装置による現在位置を算出する処理フローチャートである。
【図３】車両が走行する道路属性と、それを特定するための判断方法との関係説明図である。
【図４】特定された道路属性に基づいて自律航法手段を選択する参照テーブルの説明図である。
【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速度検出装置及び方法を例示するものであって、本発明をこの速度検出装置及び方法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速度検出装置及び方法にも等しく適応し得るものである。
【実施例】
【００３４】
図１は、本発明の速度検出装置及び方法が適用される本実施例にかかるナビゲーション装置１０の構成ブロック図である。ナビゲーション装置１０は、車両に搭載可能であるとともに、車両から取り外して携帯し、例えば、利用者に歩行経路を案内することのできるＰＮＤとして利用可能なものである。
【００３５】
ナビゲーション装置１０は制御手段１００、検出手段１１０、表示入力手段１２０、表示制御手段１３０、経路探索手段１４０、記憶手段１５０、経路案内手段１６０、マップマッチング手段１７０、及び、地図データベース１８０を備えて構成される。
【００３６】
制御手段１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０３を備えて構成されており、ＲＡＭ１０２及び／又はＲＯＭ１０３に記憶された制御プログラムをＣＰＵ１０１において実行することにより、下記に説明する各部の動作を制御・統括する。
【００３７】
検出手段１１０は、他律航法手段を構成するＧＰＳ受信部１１１を備える。制御手段１００は、ＧＰＳ受信部１１１が所定の時間間隔で地球上空を周回している複数のＧＰＳ衛星から受信する時刻情報を含む電波（衛星信号）に基づき、車両の現在位置（ＧＰＳ方位情報、ＧＰＳ高度情報、ＧＰＳ緯度経度情報）を算出する。
【００３８】
また、検出手段１１０は、車速を検出する自己完結型の自律航法手段を構成する加速度センサ１１２及びジャイロセンサ１１３を備える。加速度センサ１１２は、車両の走行に伴って発生する直交３軸方向（車両の前後方向、左右方向及び上下方向）の加速度を検出し、ジャイロセンサ１１３は、車両の走行に伴って発生する直交３軸方向（車両の前後方向、左右方向及び上下方向）の角速度を検出する。これらによって検出された加速度及び角速度を適宜組み合わせることにより、車両の走行速度である車速を高精度に検出することができ、車両の現在位置を算出することができる。
【００３９】
ＧＰＳ受信部１１１による現在位置の算出（測位）は、所定の時間間隔、例えば１秒間に１回行われる。従って、あるタイミングでＧＰＳ受信部１１１により現在位置が算出されると、その後１秒間はＧＰＳによる現在位置の算出結果を得ることができない。ＧＰＳによる現在位置の算出が行われない間の時間は、自律航法手段により現在位置を算出して補間する。
【００４０】
また、自律航法手段を備えることで、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も、ナビゲーション装置１０（車両）の現在位置を高精度に算出することができる。さらに、これらの自律航法手段を備えるナビゲーション装置１０は、車両と接続する必要がないため、車載型のナビゲーション装置１０として利用する形態と、車両から取り外して利用するＰＮＤの形態とを容易に使い分けることができる。
【００４１】
表示入力手段１２０は、表示部１２１及び入力部１２２から構成される。表示部１２１は、液晶表示ユニットであり、入力部１２２は、液晶表示ユニットの液晶画面上に取り付けられたタッチパネルである。表示部１２１は、本実施例のナビゲーション装置１０で表示される地図画像、案内経路を示す表示画像等を表示し、入力部１２２は、利用者により操作されて、出発位置、目的位置等の経路探索条件の入力を行うのに用いられる。表示制御手段１３０は、記憶手段１５０に記憶された案内経路（後述）に沿って地図データベース１８０から抽出された地図画像を処理して表示部１２１に表示したり、地図画像に案内経路を示す表示画像を重ねて表示部１２１に表示したりするものである。
【００４２】
経路探索手段１４０は、出発位置、又は、検出手段１１０によって検出された情報に基づいて算出された現在位置から、表示入力手段１２０を用いて利用者が設定した目的位置に至る最適な経路（案内経路）を、地図データベース１８０に記憶されている地図情報を参照して探索する。経路探索手段１４０は、出発位置又は現在位置に対応する道路のノードから目的位置に対応するノードに至るまでのリンクをダイクストラ法等の手法によって探索し、リンク長（リンクコスト）や所要時間を累積し、総リンク長（走行距離）又は総所要時間が最短となる経路を案内経路として探索する。
【００４３】
記憶手段１５０は、車両が走行する道路の特定された道路属性（後述）と、道路属性に応じて選択される車速を検出する自律航法手段との関係が設定された参照テーブル１９０（図４）を記憶する。また、記憶手段１５０は、選択される複数の自律航法手段を記憶する。ここで、自律航法手段とは、検出手段１１０を構成する加速度センサ１１２又はジャイロセンサ１１３と、これらを用いて車速を算出するアルゴリズムとからなる車速算出手法を含むものとする。さらに、記憶手段１５０は、表示入力手段１２０によって利用者が入力した出発位置や目的位置を記憶するとともに、経路探索手段１４０によって経路探索された案内経路を案内経路データとして記憶する。
【００４４】
経路案内手段１６０は、記憶手段１５０に記憶された案内経路と、検出された車速から算出される車両の現在位置とに基づいて、表示制御手段１３０に地図データベース１８０から現在位置周辺の地図情報の抽出と案内経路を示す表示画像の表示を指示するものである。表示制御手段１３０は、抽出した地図画像に案内経路を示す表示画像を重ねて表示部１２１に表示させる。また、経路案内手段１６０は、ナビゲーション装置１０がスピーカ等を備える場合には、経路案内の音声ガイダンスを放送するなどしてユーザが案内経路に沿って移動するのを助ける。なお、音声ガイダンスは、道路データに対応付けられて地図データベース１８０等に記憶されていることが好ましい。
【００４５】
マップマッチング手段１７０は、算出された現在位置を仮想現在位置とし、その仮想現在位置の近隣にあるマップマッチングの候補となるリンクを特定する。次いで、マップマッチング手段１７０は、仮想現在位置からそれらのリンクに垂線を下ろし、垂線とリンクの交点を実際の現在位置候補とし、仮想現在位置から現在位置候補までの距離に、これらマップマッチングの候補となるリンクに対する信頼度をそれぞれ加味して最も信頼度の高いリンク上の位置を実際の現在位置とする。
【００４６】
地図データベース１８０は、道路データ、建物データ、背景データ、テキストデータから構成される地図情報を保持している。
【００４７】
道路データは、道路をその屈曲点、分岐点等の結節点をノードとするノードデータと、それぞれのノード間を結ぶ経路をリンクとしたリンクデータから構成される。ノードデータは、ノード番号、ノードの位置座標（緯度・経度）、交差点情報や交差点名称を示す情報等のノード属性、さらに接続リンク本数、接続リンク番号のデータを含んで構成される。
【００４８】
また、リンクデータは、リンクの始点及び終点となるノード番号、高速道路や一般道や街路等を区別するための第１道路種別、それぞれの道路の本線や連結路を区別するための第２道路種別、道路の傾斜（坂道）を表す上り／下り属性、カーブの場合の曲率半径、新設道路であるのか、旧道路であるのかを判別するための道路状況、ノード間の距離及び／又は所要時間、国道○号線のような道路名称、進行方向のデータを含んで構成される。上り／下り属性には、上記の情報に加えて、道路の実際の勾配の情報が記憶されるようにしてもよい。リンクデータは、上記に加えて、リンク属性として橋、トンネル、踏切、料金所等のデータが付与される。
【００４９】
建物データは、建物の少なくとも３点からなる位置座標（緯度・経度）、駅、ビル、民家等の建物の種別、表示色のデータを含んで構成される。また背景データは、海岸線、湖沼、河川形状、山林等の背景画像データとなる少なくとも３点からなる位置座標（緯度・経度）、表示色のデータを含んで構成される。
【００５０】
テキストデータは、それぞれの地名や河川名等の文字（名称）、及びその座標（緯度・経度）のデータを含んで構成される。
【００５１】
なお、上記のナビゲーション装置１０は、地図データベース１８０をナビゲーショ装置１０に内蔵したスタンドアロン型のものとして説明したが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、ナビゲーション装置１０に通信手段（図示せず）を設け、ナビゲーション装置１０の外部の情報提供サーバ（図示せず）に接続して通信を行い、情報提供サーバに備えられた地図データベースから上記の案内経路に関連付けられた地図情報を取得するようにしてもよい。
【００５２】
その場合、ナビゲーション装置１０は、出発地点又は現在地点と目的地点とを指定し、これを経路探索条件として情報提供サーバに送信し、経路探索を依頼する。情報提供サーバは経路探索手段が設けられており、ナビゲーション装置１０から受信した出発地点又は現在地点と目的地点とを経路探索条件として経路探索を行い、探索結果をナビゲーション装置１０へ送信する。
【００５３】
次に、図２に示す処理フローチャートに従い、車両に搭載されたナビゲーション装置１０により車両の現在位置を検出する処理について説明する。
【００５４】
先ず、車両のエンジン始動に伴い、ナビゲーション装置１０の電源が投入（ＯＮ）されると（ステップＳ１０１）、制御手段１００は、検出手段１１０を起動する（ステップＳ１０２）。この状態において、車両の走行が開始される。
【００５５】
車両の走行中において、ＧＰＳ受信部１１１は、ＧＰＳ衛星から時刻情報及び衛星の位置情報を含むＧＰＳ信号を受信し、制御手段１００に送信する（ステップＳ１０３）。また、加速度センサ１１２は、車両の前後方向（進行方向）、左右方向及び上下方向の加速度を検出し、制御手段１００に送信する（ステップＳ１０３）。さらに、ジャイロセンサ１１３は、車両の走行に伴って発生する前後方向、左右方向及び上下方向の角速度を検出し、制御手段１００に送信する（ステップＳ１０３）。
【００５６】
制御手段１００は、取得したＧＰＳ信号、加速度及び角速度に基づき、車両が走行している道路の属性を特定する（ステップＳ１０４）。すなわち、制御手段１００は、ＧＰＳ信号に基づき、車両の現在位置の位置情報（緯度情報、経度情報、方位情報、高度情報）を算出し、この位置情報に対応して地図データベース１８０に記憶されている地図情報の道路データに基づき、例えば、車両が現在走行中の道路が、カーブなのか、直進なのか、坂道なのか、平坦なのか、路面状況が良好な新設道路なのか、凹凸の多い旧道路なのか、といった道路属性を特定する。
【００５７】
なお、これらの道路属性は、地図情報に付加された道路データを用いるのではなく、ＧＰＳ受信部１１１で受信して得られた車両の位置情報、加速度センサ１１２により検出した加速度、又は、ジャイロセンサ１１３により検出した角速度の情報から推定することもできる。例えば、図３に例示するように、ＧＰＳ信号から得られる方位情報の変化、又は、角速度の情報に基づき、車両（移動体）の進行方向の変化や上下方向の変化などの移動状態、即ち、車両がカーブを走行中であるのか、直進しているのかを判定することができる。また、ＧＰＳ信号から得られる高度情報の変化に基づき、車両が坂道を走行中であるのか、平坦な道路を走行中であるのかを判定することができる。さらに、上下方向の加速度の情報に基づき、路面状況が良好な新設道路を走行中であるのか、凹凸の多い旧道路を走行中であるのかを判定することができる。
【００５８】
次に、制御手段１００は、特定された道路属性に従い、車両の車速を算出するために用いる自律航法手段を選択する（ステップＳ１０５）。図４は、特定された道路属性に基づいて自律航法手段を選択する参照テーブル１９０であり、この参照テーブル１９０は、記憶手段１５０に記憶されている。この場合、自律航法手段（１）〜（３）は、以下の算出方法を表す。また、「（１）＋（３）の平均」は、自律航法手段（１）で算出した車速と、自律航法手段（３）で算出した車速とを平均して求める算出方法を表す。「（２）＋（３）の平均」についても同様である。
（１） 加速度センサ１１２により検出した車両の進行方向（前後方向）の加速度を積分することにより、車速を算出する方法（第１自律航法手段）。
（２） 加速度センサ１１２により検出した車両の左右方向の加速度と、ジャイロセンサ１１３により検出した左右方向の角速度とから、車速を算出する方法（第２自律航法手段）。
（３） 加速度センサ１１２により検出した車両の上下方向の加速度と、ジャイロセンサ１１３により検出した上下方向の角速度とから、車速を算出する方法（第３自律航法手段）。
【００５９】
自律航法手段（１）は、車両が平坦（Ｂ：２）な道路を直進（Ａ：２）し、且つ、その道路の路面状況が良好（Ｃ：１）であれば、車速を高精度に算出することができるため、この場合には、参照テーブル１９０に従って自律航法手段（１）が選択される。
【００６０】
自律航法手段（２）は、車両が平坦（Ｂ：２）な道路のカーブ（Ａ：１）を走行中であれば、車速を高精度に算出することができるため、この場合には、参照テーブル１９０に従って自律航法手段（２）が選択される。なお、車両が道路を直進（Ａ：２）しているときには、ジャイロセンサ１１３から出力が得られず、車速を算出できないため、この自律航法手段（２）は選択されない。
【００６１】
自律航法手段（３）は、車両が坂道（Ｂ：２）を直進（Ａ：１）し、且つ、その道路が凹凸の多い旧道路（Ｃ：２）を走行中であれば、車速を高精度に算出することができるため、この場合には、参照テーブル１９０に従って自律航法手段（３）が選択される。
【００６２】
その他、道路属性に応じて、自律航法手段（１）〜（３）を適宜組み合わせた手段が選択される。
【００６３】
そこで、制御手段１００は、特定された道路属性に従って選択した最適な自律航法手段（１）〜（３）に基づき、車両の車速を算出する（ステップＳ１０６）。この場合、例えば、車両がＧＰＳ信号を受信した後、トンネル内等のＧＰＳ信号を受信できない場所を走行中であっても、自律航法手段により、車両の現在位置を継続して高精度に求めることができる。また、車両がカーブや、坂道、あるいは、凹凸の多い旧道路を走行している場合であっても、その道路属性に応じた最適な自律航法手段が選択されるため、道路状況にかかわらず、車両の車速を高精度に算出することができる。
【００６４】
次いで、制御手段１００は、ステップＳ１０３において、ＧＰＳ受信部１１１から受信したＧＰＳ信号に基づく車両の位置情報と、自律航法手段により算出された高精度な車速とを用いて、車両の現在位置を算出する（ステップＳ１０７）。
【００６５】
以上の処理は、車両が停止してナビゲーション装置１０の電源がＯＦＦとされるまで継続される（ステップＳ１０８：ＮＯ）。
【００６６】
以上のようにして、車両の現在位置が算出された状態において、利用者が表示入力手段１２０を用いて、経路案内のために、出発位置又は算出された現在位置から目的位置を設定すると、経路探索手段１４０は、これらの情報に従い、地図データベース１８０に記憶されている地図情報を用いて、目的位置に至る最適な経路を探索する。探索された案内経路は、経路案内手段１６０により表示部１２１に表示され、利用者に提示される。
【００６７】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更することが可能である。
【００６８】
例えば、自律航法手段を構成するセンサとして、加速度センサ及びジャイロセンサを例示したが、これらに限られるものではない。例えば、方位に基づいて車両がカーブを走行中であることを検出するセンサとして、地磁気センサを利用することができる。また、高度の変化に基づいて車両が坂道を走行中であることを検出するセンサとして、気圧センサを利用することができる。
【００６９】
また、道路属性に応じて選択される自律航法手段の組み合わせは、図４に例示したものに限定されるものではなく、例えば、異なる複数の自律航法手段により車速を算出し、道路属性に従った重み付けを算出された車速に付加して求めるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０・・・ナビゲーション装置
１００・・・制御手段
１１０・・・検出手段
１１１・・・ＧＰＳ受信部
１１２・・・加速度センサ
１１３・・・ジャイロセンサ
１２０・・・表示入力手段
１３０・・・表示制御手段
１４０・・・経路探索手段
１５０・・・記憶手段
１６０・・・経路案内手段
１７０・・・マップマッチング手段
１８０・・・地図データベース
１９０・・・参照テーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、速度検出装置及び方法に関するものであり、特に、自律航法手段により移動体の速度を高精度に検出することができる速度検出装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両に搭載されるナビゲーション装置は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し、その情報に基づいて車両の現在位置を算出し、算出した現在位置を、ナビゲーション装置に設けられた表示画面に表示されている地図上に重ねて表示させることにより、利用者に車両の現在位置を提示することができる。
【０００３】
ところで、ＧＰＳ信号のみを用いて算出された現在位置には、通常、１０ｍ前後の誤差が含まれるため、その現在位置をそのまま適用すると、正しい道路上に現在位置が表示されない恐れがある。また、車両がトンネル内や高層ビルの谷間を走行しているような場合には、ＧＰＳ信号を受信できないため、現在位置の算出自体ができなくなってしまう。
【０００４】
そこで、ＧＰＳ信号から算出した現在位置を地図上の適切な位置にマッチングするマップマッチング処理や、車両から取得した車速や移動距離等の走行情報を用いて、ＧＰＳ信号から算出した現在位置を補間する方法が提案されている。
【０００５】
例えば、下記特許文献１（特開２０１０−１９７５９号公報）には、ＧＰＳ信号を用いて現在位置を算出する他律航法手段と、車速センサ及びジャイロスコープから取得した車両の走行情報を用いて現在位置を算出する自律航法手段とを備え、他律航法手段による現在位置の算出精度が低下していると判定された場合、自律航法手段に切り替えて車両の現在位置を算出するように構成した「走行車線検出装置」が開示されている。
【０００６】
一方、ナビゲーション装置には、車両に固定的に設置されるのではなく、必要に応じて車両から取り外して携帯し、例えば、歩行経路を利用者に案内する用途に利用可能なポータブル型のナビゲーション装置（ＰＮＤ：Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）がある。この場合、ＰＮＤを車両に搭載し、特許文献１に開示された自律航法手段を用いて現在位置を高精度に検出しようとすると、車両側の車速センサとナビゲーション装置とを接続する作業が必要になる。このような作業は、非常に煩わしく、また、車両によっては、ＰＮＤとの接続に対応していないものもあるため、近年のＰＮＤは、車両の走行情報、例えば、車速をＰＮＤ単体で検出可能とした自己完結型の自律航法手段を備えるものが主流になりつつある。
【０００７】
ここで、車速の検出に用いられる自律航法手段としては、例えば、加速度センサ及びジャイロセンサを利用したものを挙げることができる。例えば、下記特許文献２（特開２０００−２２１２０７号公報）には、加速度センサにより走行車体の進行方向の加速度を検出し、その検出値を積分することで車速を検出する「走行速度検出装置」が開示されている。また、下記特許文献３（特開平１０−９８７７号公報）には、加速度センサにより自動車の前後方向の加速度を検出する一方、方位検出用ジャイロセンサの出力に基づいて遠心力情報を求め、前記遠心力情報から、自動車がカーブを走行していることを検出したとき、加速度センサの出力を積分して求めた車速を遠心力の影響を考慮して補償するようにした「車速検出システム」が開示されている。
【０００８】
さらに、下記特許文献４（特開２０１０−７８５９５号公報）には、加速度センサにより車両の上下方向の加速度を検出するとともに、ジャイロセンサにより車両のピッチレートを検出し、これらを用いて、路面のうねりを考慮した車速を算出するようにした「速度算出装置」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１９７５９号公報（段落［００４１］、［００４２］）
【特許文献２】特開２０００−２２１２０７号公報（要約書）
【特許文献３】特開平１０−９８７７号公報（段落［００１１］、［００１３］）
【特許文献４】特開２０１０−７８５９５号公報（要約書）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献２及び３では、車両が坂道を走行している場合や、凹凸のある路面を走行している場合、進行方向の加速度が重力加速度の影響を受けるため、速度の検出精度が低下する欠点がある。また、上記特許文献４では、路面のうねりが小さい場合に、速度の検出精度が低下する欠点がある。従って、上記のいずれの自律航法手段を用いても、車両が走行する道路の状況や車両の走行状態によっては、走行速度を高精度に検出できないことがある。
【００１１】
本発明は、上記の問題点を解消することを課題とするものであり、移動体の速度を自律航法手段により高精度に検出することのできる移動速度検出装置及び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】
【００１２】
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、移動体が移動する道路の道路属性を特定する道路属性特定手段と、前記移動体の移動速度を検出するための異なる複数の自律航法手段と、複数の前記自律航法手段から、特定された前記道路属性に適合する前記自律航法手段を選択する自律航法手段選択手段と、を備え、選択された前記自律航法手段を用いて、前記移動体の移動速度を検出することを特徴とする。
【００１３】
本願の請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる移動速度検出装置において、前記道路属性特定手段は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部を備え、前記ＧＰＳ信号に基づく前記移動体の位置情報から前記道路属性を特定することを特徴とする。
【００１４】
本願の請求項３にかかる発明は、請求項２にかかる移動速度検出装置において、前記道路属性特定手段は、前記道路属性を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段を備え、前記ＧＰＳ信号に基づく前記移動体の前記位置情報に対応する前記地図情報から、前記道路属性を特定することを特徴とする。
【００１５】
本願の請求項４にかかる発明は、請求項１にかかる移動速度検出装置において、前記道路属性特定手段は、前記移動体の移動状態を検出する移動状態検出手段を備え、前記移動状態から前記道路属性を特定することを特徴とする。
【００１６】
本願の請求項５にかかる発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の速度検出装置において、前記自律航法手段は、前記移動体の進行方向の加速度を検出する加速度センサを備え、前記加速度から前記移動速度を求める第１自律航法手段を含むことを特徴とする
本願の請求項６にかかる発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の速度検出装置において、前記自律航法手段は、前記移動体の進行方向と直交する左右方向の加速度を検出する加速度センサと、前記移動体の角速度を検出するジャイロセンサとを備え、前記加速度及び前記角速度から前記移動速度を求める第２自律航法手段を含むことを特徴とする。
【００１７】
本願の請求項７にかかる発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の速度検出装置において、前記自律航法手段は、前記移動体の進行方向と直交する上下方向の加速度を検出する加速度センサと、前記移動体の角速度を検出するジャイロセンサとを備え、前記加速度及び前記角速度から前記移動速度を求める第３自律航法手段を含むことを特徴とする。
【００１８】
本願の請求項８にかかる発明は、移動体が移動する道路の道路属性を特定するステップと、前記移動体の移動速度を検出するための異なる複数の自律航法手段から、特定された前記道路属性に適合する前記自律航法手段を選択するステップと、選択された前記自律航法手段を用いて、前記移動体の移動速度を検出するステップと、を有することを特徴とする。
【００１９】
本願の請求項９にかかる発明は、請求項８にかかる速度検出方法において、前記道路属性を特定するステップでは、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づき、前記移動体の位置情報を取得し、前記位置情報から前記道路属性を特定することを特徴とする。
【００２０】
本願の請求項１０にかかる発明は、請求項８にかかる速度検出方法において、前記道路属性を特定するステップでは、前記移動体の移動状態から前記道路属性を特定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１にかかる発明においては、移動体が移動する道路の道路属性を特定する道路属性特定手段と、前記移動体の移動速度を検出するための異なる複数の自律航法手段と、複数の前記自律航法手段から、特定された前記道路属性に適合する前記自律航法手段を選択する自律航法手段選択手段と、を備え、選択された前記自律航法手段を用いて、前記移動体の移動速度を検出する。
【００２２】
このように構成することにより、道路の状況に応じて、最適な自律航法手段を選択して速度を算出するため、極めて高精度な移動体の速度を得ることができる。
【００２３】
請求項２にかかる発明においては、請求項１にかかる速度検出装置において、ＧＰＳ受信部により受信したＧＰＳ信号に基づいて移動体の位置情報を取得し、その位置情報から道路属性を取得して、自律航法手段を選択することができる。
【００２４】
請求項３にかかる発明においては、請求項２にかかる速度検出装置において、移動体の位置情報に対応した地図情報から、道路属性を特定することができる。
【００２５】
請求項４にかかる発明においては、請求項１にかかる速度検出装置において、ＧＰＳ受信部や自律航法手段を用いて、移動体の進行方向の変化や上下方向の変化などの移動状態を検出でき、その移動状態から道路属性を特定することができる。
【００２６】
請求項５にかかる発明においては、請求項１〜４のいずれか１項にかかる速度検出装置において、自律航法手段は、移動体の進行方向の加速度を加速度センサにより検出し、その加速度に基づいて移動速度を求める手段とすることができる。
【００２７】
請求項６にかかる発明においては、請求項１〜４のいずれか１項にかかる速度検出装置において、自律航法手段は、移動体の進行方向と直交する左右方向の加速度を加速度センサにより検出するとともに、移動体の角速度をジャイロセンサにより検出することにより、左右方向の加速度および角速度に基づいて移動速度を求める手段とすることができる。
【００２８】
請求項７にかかる発明においては、請求項１〜４のいずれか１項にかかる速度検出装置において、自律航法手段は、移動体の進行方向と直交する上下方向の加速度を加速度センサにより検出するとともに、移動体の角速度をジャイロセンサにより検出することにより、上下方向の加速度および角速度に基づいて移動速度を求める手段とすることができる。
【００２９】
請求項８にかかる発明においては、移動体が移動する道路の道路属性を特定するステップと、前記移動体の移動速度を検出するための異なる複数の自律航法手段から、特定された前記道路属性に適合する前記自律航法手段を選択するステップと、選択された前記自律航法手段を用いて、前記移動体の移動速度を検出するステップと、を有することにより、道路の状況に応じて、最適な自律航法手段を選択して速度を算出するため、極めて高精度な移動体の速度を得ることができる。
【００３０】
請求項９にかかる発明においては、請求項８にかかる速度検出方法において、ＧＰＳ受信部により受信したＧＰＳ信号に基づいて移動体の位置情報を取得し、その位置情報から道路属性を取得して、自律航法手段を選択することができる。
【００３１】
請求項１０にかかる発明においては、請求項８にかかる速度検出方法において、移動体の移動状態を検出し、その移動状態から道路属性を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例におけるナビゲーション装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の実施例におけるナビゲーション装置による現在位置を算出する処理フローチャートである。
【図３】車両が走行する道路属性と、それを特定するための判断方法との関係説明図である。
【図４】特定された道路属性に基づいて自律航法手段を選択する参照テーブルの説明図である。
【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速度検出装置及び方法を例示するものであって、本発明をこの速度検出装置及び方法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速度検出装置及び方法にも等しく適応し得るものである。
【実施例】
【００３４】
図１は、本発明の速度検出装置及び方法が適用される本実施例にかかるナビゲーション装置１０の構成ブロック図である。ナビゲーション装置１０は、車両に搭載可能であるとともに、車両から取り外して携帯し、例えば、利用者に歩行経路を案内することのできるＰＮＤとして利用可能なものである。
【００３５】
ナビゲーション装置１０は制御手段１００、検出手段１１０、表示入力手段１２０、表示制御手段１３０、経路探索手段１４０、記憶手段１５０、経路案内手段１６０、マップマッチング手段１７０、及び、地図データベース１８０を備えて構成される。
【００３６】
制御手段１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０３を備えて構成されており、ＲＡＭ１０２及び／又はＲＯＭ１０３に記憶された制御プログラムをＣＰＵ１０１において実行することにより、下記に説明する各部の動作を制御・統括する。
【００３７】
検出手段１１０は、他律航法手段を構成するＧＰＳ受信部１１１を備える。制御手段１００は、ＧＰＳ受信部１１１が所定の時間間隔で地球上空を周回している複数のＧＰＳ衛星から受信する時刻情報を含む電波（衛星信号）に基づき、車両の現在位置（ＧＰＳ方位情報、ＧＰＳ高度情報、ＧＰＳ緯度経度情報）を算出する。
【００３８】
また、検出手段１１０は、車速を検出する自己完結型の自律航法手段を構成する加速度センサ１１２及びジャイロセンサ１１３を備える。加速度センサ１１２は、車両の走行に伴って発生する直交３軸方向（車両の前後方向、左右方向及び上下方向）の加速度を検出し、ジャイロセンサ１１３は、車両の走行に伴って発生する直交３軸方向（車両の前後方向、左右方向及び上下方向）の角速度を検出する。これらによって検出された加速度及び角速度を適宜組み合わせることにより、車両の走行速度である車速を高精度に検出することができ、車両の現在位置を算出することができる。
【００３９】
ＧＰＳ受信部１１１による現在位置の算出（測位）は、所定の時間間隔、例えば１秒間に１回行われる。従って、あるタイミングでＧＰＳ受信部１１１により現在位置が算出されると、その後１秒間はＧＰＳによる現在位置の算出結果を得ることができない。ＧＰＳによる現在位置の算出が行われない間の時間は、自律航法手段により現在位置を算出して補間する。
【００４０】
また、自律航法手段を備えることで、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も、ナビゲーション装置１０（車両）の現在位置を高精度に算出することができる。さらに、これらの自律航法手段を備えるナビゲーション装置１０は、車両と接続する必要がないため、車載型のナビゲーション装置１０として利用する形態と、車両から取り外して利用するＰＮＤの形態とを容易に使い分けることができる。
【００４１】
表示入力手段１２０は、表示部１２１及び入力部１２２から構成される。表示部１２１は、液晶表示ユニットであり、入力部１２２は、液晶表示ユニットの液晶画面上に取り付けられたタッチパネルである。表示部１２１は、本実施例のナビゲーション装置１０で表示される地図画像、案内経路を示す表示画像等を表示し、入力部１２２は、利用者により操作されて、出発位置、目的位置等の経路探索条件の入力を行うのに用いられる。表示制御手段１３０は、記憶手段１５０に記憶された案内経路（後述）に沿って地図データベース１８０から抽出された地図画像を処理して表示部１２１に表示したり、地図画像に案内経路を示す表示画像を重ねて表示部１２１に表示したりするものである。
【００４２】
経路探索手段１４０は、出発位置、又は、検出手段１１０によって検出された情報に基づいて算出された現在位置から、表示入力手段１２０を用いて利用者が設定した目的位置に至る最適な経路（案内経路）を、地図データベース１８０に記憶されている地図情報を参照して探索する。経路探索手段１４０は、出発位置又は現在位置に対応する道路のノードから目的位置に対応するノードに至るまでのリンクをダイクストラ法等の手法によって探索し、リンク長（リンクコスト）や所要時間を累積し、総リンク長（走行距離）又は総所要時間が最短となる経路を案内経路として探索する。
【００４３】
記憶手段１５０は、車両が走行する道路の特定された道路属性（後述）と、道路属性に応じて選択される車速を検出する自律航法手段との関係が設定された参照テーブル１９０（図４）を記憶する。また、記憶手段１５０は、選択される複数の自律航法手段を記憶する。ここで、自律航法手段とは、検出手段１１０を構成する加速度センサ１１２又はジャイロセンサ１１３と、これらを用いて車速を算出するアルゴリズムとからなる車速算出手法を含むものとする。さらに、記憶手段１５０は、表示入力手段１２０によって利用者が入力した出発位置や目的位置を記憶するとともに、経路探索手段１４０によって経路探索された案内経路を案内経路データとして記憶する。
【００４４】
経路案内手段１６０は、記憶手段１５０に記憶された案内経路と、検出された車速から算出される車両の現在位置とに基づいて、表示制御手段１３０に地図データベース１８０から現在位置周辺の地図情報の抽出と案内経路を示す表示画像の表示を指示するものである。表示制御手段１３０は、抽出した地図画像に案内経路を示す表示画像を重ねて表示部１２１に表示させる。また、経路案内手段１６０は、ナビゲーション装置１０がスピーカ等を備える場合には、経路案内の音声ガイダンスを放送するなどしてユーザが案内経路に沿って移動するのを助ける。なお、音声ガイダンスは、道路データに対応付けられて地図データベース１８０等に記憶されていることが好ましい。
【００４５】
マップマッチング手段１７０は、算出された現在位置を仮想現在位置とし、その仮想現在位置の近隣にあるマップマッチングの候補となるリンクを特定する。次いで、マップマッチング手段１７０は、仮想現在位置からそれらのリンクに垂線を下ろし、垂線とリンクの交点を実際の現在位置候補とし、仮想現在位置から現在位置候補までの距離に、これらマップマッチングの候補となるリンクに対する信頼度をそれぞれ加味して最も信頼度の高いリンク上の位置を実際の現在位置とする。
【００４６】
地図データベース１８０は、道路データ、建物データ、背景データ、テキストデータから構成される地図情報を保持している。
【００４７】
道路データは、道路をその屈曲点、分岐点等の結節点をノードとするノードデータと、それぞれのノード間を結ぶ経路をリンクとしたリンクデータから構成される。ノードデータは、ノード番号、ノードの位置座標（緯度・経度）、交差点情報や交差点名称を示す情報等のノード属性、さらに接続リンク本数、接続リンク番号のデータを含んで構成される。
【００４８】
また、リンクデータは、リンクの始点及び終点となるノード番号、高速道路や一般道や街路等を区別するための第１道路種別、それぞれの道路の本線や連結路を区別するための第２道路種別、道路の傾斜（坂道）を表す上り／下り属性、カーブの場合の曲率半径、新設道路であるのか、旧道路であるのかを判別するための道路状況、ノード間の距離及び／又は所要時間、国道○号線のような道路名称、進行方向のデータを含んで構成される。上り／下り属性には、上記の情報に加えて、道路の実際の勾配の情報が記憶されるようにしてもよい。リンクデータは、上記に加えて、リンク属性として橋、トンネル、踏切、料金所等のデータが付与される。
【００４９】
建物データは、建物の少なくとも３点からなる位置座標（緯度・経度）、駅、ビル、民家等の建物の種別、表示色のデータを含んで構成される。また背景データは、海岸線、湖沼、河川形状、山林等の背景画像データとなる少なくとも３点からなる位置座標（緯度・経度）、表示色のデータを含んで構成される。
【００５０】
テキストデータは、それぞれの地名や河川名等の文字（名称）、及びその座標（緯度・経度）のデータを含んで構成される。
【００５１】
なお、上記のナビゲーション装置１０は、地図データベース１８０をナビゲーショ装置１０に内蔵したスタンドアロン型のものとして説明したが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、ナビゲーション装置１０に通信手段（図示せず）を設け、ナビゲーション装置１０の外部の情報提供サーバ（図示せず）に接続して通信を行い、情報提供サーバに備えられた地図データベースから上記の案内経路に関連付けられた地図情報を取得するようにしてもよい。
【００５２】
その場合、ナビゲーション装置１０は、出発地点又は現在地点と目的地点とを指定し、これを経路探索条件として情報提供サーバに送信し、経路探索を依頼する。情報提供サーバは経路探索手段が設けられており、ナビゲーション装置１０から受信した出発地点又は現在地点と目的地点とを経路探索条件として経路探索を行い、探索結果をナビゲーション装置１０へ送信する。
【００５３】
次に、図２に示す処理フローチャートに従い、車両に搭載されたナビゲーション装置１０により車両の現在位置を検出する処理について説明する。
【００５４】
先ず、車両のエンジン始動に伴い、ナビゲーション装置１０の電源が投入（ＯＮ）されると（ステップＳ１０１）、制御手段１００は、検出手段１１０を起動する（ステップＳ１０２）。この状態において、車両の走行が開始される。
【００５５】
車両の走行中において、ＧＰＳ受信部１１１は、ＧＰＳ衛星から時刻情報及び衛星の位置情報を含むＧＰＳ信号を受信し、制御手段１００に送信する（ステップＳ１０３）。また、加速度センサ１１２は、車両の前後方向（進行方向）、左右方向及び上下方向の加速度を検出し、制御手段１００に送信する（ステップＳ１０３）。さらに、ジャイロセンサ１１３は、車両の走行に伴って発生する前後方向、左右方向及び上下方向の角速度を検出し、制御手段１００に送信する（ステップＳ１０３）。
【００５６】
制御手段１００は、取得したＧＰＳ信号、加速度及び角速度に基づき、車両が走行している道路の属性を特定する（ステップＳ１０４）。すなわち、制御手段１００は、ＧＰＳ信号に基づき、車両の現在位置の位置情報（緯度情報、経度情報、方位情報、高度情報）を算出し、この位置情報に対応して地図データベース１８０に記憶されている地図情報の道路データに基づき、例えば、車両が現在走行中の道路が、カーブなのか、直進なのか、坂道なのか、平坦なのか、路面状況が良好な新設道路なのか、凹凸の多い旧道路なのか、といった道路属性を特定する。
【００５７】
なお、これらの道路属性は、地図情報に付加された道路データを用いるのではなく、ＧＰＳ受信部１１１で受信して得られた車両の位置情報、加速度センサ１１２により検出した加速度、又は、ジャイロセンサ１１３により検出した角速度の情報から推定することもできる。例えば、図３に例示するように、ＧＰＳ信号から得られる方位情報の変化、又は、角速度の情報に基づき、車両（移動体）の進行方向の変化や上下方向の変化などの移動状態、即ち、車両がカーブを走行中であるのか、直進しているのかを判定することができる。また、ＧＰＳ信号から得られる高度情報の変化に基づき、車両が坂道を走行中であるのか、平坦な道路を走行中であるのかを判定することができる。さらに、上下方向の加速度の情報に基づき、路面状況が良好な新設道路を走行中であるのか、凹凸の多い旧道路を走行中であるのかを判定することができる。
【００５８】
次に、制御手段１００は、特定された道路属性に従い、車両の車速を算出するために用いる自律航法手段を選択する（ステップＳ１０５）。図４は、特定された道路属性に基づいて自律航法手段を選択する参照テーブル１９０であり、この参照テーブル１９０は、記憶手段１５０に記憶されている。この場合、自律航法手段（１）〜（３）は、以下の算出方法を表す。また、「（１）＋（３）の平均」は、自律航法手段（１）で算出した車速と、自律航法手段（３）で算出した車速とを平均して求める算出方法を表す。「（２）＋（３）の平均」についても同様である。
（１） 加速度センサ１１２により検出した車両の進行方向（前後方向）の加速度を積分することにより、車速を算出する方法（第１自律航法手段）。
（２） 加速度センサ１１２により検出した車両の左右方向の加速度と、ジャイロセンサ１１３により検出した左右方向の角速度とから、車速を算出する方法（第２自律航法手段）。
（３） 加速度センサ１１２により検出した車両の上下方向の加速度と、ジャイロセンサ１１３により検出した上下方向の角速度とから、車速を算出する方法（第３自律航法手段）。
【００５９】
自律航法手段（１）は、車両が平坦（Ｂ：２）な道路を直進（Ａ：２）し、且つ、その道路の路面状況が良好（Ｃ：１）であれば、車速を高精度に算出することができるため、この場合には、参照テーブル１９０に従って自律航法手段（１）が選択される。
【００６０】
自律航法手段（２）は、車両が平坦（Ｂ：２）な道路のカーブ（Ａ：１）を走行中であれば、車速を高精度に算出することができるため、この場合には、参照テーブル１９０に従って自律航法手段（２）が選択される。なお、車両が道路を直進（Ａ：２）しているときには、ジャイロセンサ１１３から出力が得られず、車速を算出できないため、この自律航法手段（２）は選択されない。
【００６１】
自律航法手段（３）は、車両が坂道（Ｂ：２）を直進（Ａ：１）し、且つ、その道路が凹凸の多い旧道路（Ｃ：２）を走行中であれば、車速を高精度に算出することができるため、この場合には、参照テーブル１９０に従って自律航法手段（３）が選択される。
【００６２】
その他、道路属性に応じて、自律航法手段（１）〜（３）を適宜組み合わせた手段が選択される。
【００６３】
そこで、制御手段１００は、特定された道路属性に従って選択した最適な自律航法手段（１）〜（３）に基づき、車両の車速を算出する（ステップＳ１０６）。この場合、例えば、車両がＧＰＳ信号を受信した後、トンネル内等のＧＰＳ信号を受信できない場所を走行中であっても、自律航法手段により、車両の現在位置を継続して高精度に求めることができる。また、車両がカーブや、坂道、あるいは、凹凸の多い旧道路を走行している場合であっても、その道路属性に応じた最適な自律航法手段が選択されるため、道路状況にかかわらず、車両の車速を高精度に算出することができる。
【００６４】
次いで、制御手段１００は、ステップＳ１０３において、ＧＰＳ受信部１１１から受信したＧＰＳ信号に基づく車両の位置情報と、自律航法手段により算出された高精度な車速とを用いて、車両の現在位置を算出する（ステップＳ１０７）。
【００６５】
以上の処理は、車両が停止してナビゲーション装置１０の電源がＯＦＦとされるまで継続される（ステップＳ１０８：ＮＯ）。
【００６６】
以上のようにして、車両の現在位置が算出された状態において、利用者が表示入力手段１２０を用いて、経路案内のために、出発位置又は算出された現在位置から目的位置を設定すると、経路探索手段１４０は、これらの情報に従い、地図データベース１８０に記憶されている地図情報を用いて、目的位置に至る最適な経路を探索する。探索された案内経路は、経路案内手段１６０により表示部１２１に表示され、利用者に提示される。
【００６７】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更することが可能である。
【００６８】
例えば、自律航法手段を構成するセンサとして、加速度センサ及びジャイロセンサを例示したが、これらに限られるものではない。例えば、方位に基づいて車両がカーブを走行中であることを検出するセンサとして、地磁気センサを利用することができる。また、高度の変化に基づいて車両が坂道を走行中であることを検出するセンサとして、気圧センサを利用することができる。
【００６９】
また、道路属性に応じて選択される自律航法手段の組み合わせは、図４に例示したものに限定されるものではなく、例えば、異なる複数の自律航法手段により車速を算出し、道路属性に従った重み付けを算出された車速に付加して求めるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０・・・ナビゲーション装置
１００・・・制御手段
１１０・・・検出手段
１１１・・・ＧＰＳ受信部
１１２・・・加速度センサ
１１３・・・ジャイロセンサ
１２０・・・表示入力手段
１３０・・・表示制御手段
１４０・・・経路探索手段
１５０・・・記憶手段
１６０・・・経路案内手段
１７０・・・マップマッチング手段
１８０・・・地図データベース
１９０・・・参照テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体が移動する道路の道路属性を特定する道路属性特定手段と、
前記移動体の移動速度を検出するための異なる複数の自律航法手段と、
複数の前記自律航法手段から、特定された前記道路属性に適合する前記自律航法手段を選択する自律航法手段選択手段と、
を備え、選択された前記自律航法手段を用いて、前記移動体の移動速度を検出することを特徴とする速度検出装置。
【請求項２】
前記道路属性特定手段は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部を備え、前記ＧＰＳ信号に基づく前記移動体の位置情報から前記道路属性を特定することを特徴とする請求項１記載の速度検出装置。
【請求項３】
前記道路属性特定手段は、前記道路属性を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段を備え、前記ＧＰＳ信号に基づく前記移動体の前記位置情報に対応する前記地図情報から、前記道路属性を特定することを特徴とする請求項２記載の速度検出装置。
【請求項４】
前記道路属性特定手段は、前記移動体の移動状態を検出する移動状態検出手段を備え、前記移動状態から前記道路属性を特定することを特徴とする請求項１記載の速度検出装置。
【請求項５】
前記自律航法手段は、前記移動体の進行方向の加速度を検出する加速度センサを備え、前記加速度から前記移動速度を求める第１自律航法手段を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の速度検出装置。
【請求項６】
前記自律航法手段は、前記移動体の進行方向と直交する左右方向の加速度を検出する加速度センサと、前記移動体の角速度を検出するジャイロセンサとを備え、前記加速度及び前記角速度から前記移動速度を求める第２自律航法手段を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の速度検出装置。
【請求項７】
前記自律航法手段は、前記移動体の進行方向と直交する上下方向の加速度を検出する加速度センサと、前記移動体の角速度を検出するジャイロセンサとを備え、前記加速度及び前記角速度から前記移動速度を求める第３自律航法手段を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の速度検出装置。
【請求項８】
移動体が移動する道路の道路属性を特定するステップと、
前記移動体の移動速度を検出するための異なる複数の自律航法手段から、特定された前記道路属性に適合する前記自律航法手段を選択するステップと、
選択された前記自律航法手段を用いて、前記移動体の移動速度を検出するステップと、
を有することを特徴とする速度検出方法。
【請求項９】
前記道路属性を特定するステップでは、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づき、前記移動体の位置情報を取得し、前記位置情報から前記道路属性を特定することを特徴とする請求項８記載の速度検出方法。
【請求項１０】
前記道路属性を特定するステップでは、前記移動体の移動状態から前記道路属性を特定することを特徴とする請求項８記載の速度検出方法。
【請求項１】
移動体が移動する道路の道路属性を特定する道路属性特定手段と、
前記移動体の移動速度を検出するための異なる複数の自律航法手段と、
複数の前記自律航法手段から、特定された前記道路属性に適合する前記自律航法手段を選択する自律航法手段選択手段と、
を備え、選択された前記自律航法手段を用いて、前記移動体の移動速度を検出することを特徴とする速度検出装置。
【請求項２】
前記道路属性特定手段は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部を備え、前記ＧＰＳ信号に基づく前記移動体の位置情報から前記道路属性を特定することを特徴とする請求項１記載の速度検出装置。
【請求項３】
前記道路属性特定手段は、前記道路属性を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段を備え、前記ＧＰＳ信号に基づく前記移動体の前記位置情報に対応する前記地図情報から、前記道路属性を特定することを特徴とする請求項２記載の速度検出装置。
【請求項４】
前記道路属性特定手段は、前記移動体の移動状態を検出する移動状態検出手段を備え、前記移動状態から前記道路属性を特定することを特徴とする請求項１記載の速度検出装置。
【請求項５】
前記自律航法手段は、前記移動体の進行方向の加速度を検出する加速度センサを備え、前記加速度から前記移動速度を求める第１自律航法手段を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の速度検出装置。
【請求項６】
前記自律航法手段は、前記移動体の進行方向と直交する左右方向の加速度を検出する加速度センサと、前記移動体の角速度を検出するジャイロセンサとを備え、前記加速度及び前記角速度から前記移動速度を求める第２自律航法手段を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の速度検出装置。
【請求項７】
前記自律航法手段は、前記移動体の進行方向と直交する上下方向の加速度を検出する加速度センサと、前記移動体の角速度を検出するジャイロセンサとを備え、前記加速度及び前記角速度から前記移動速度を求める第３自律航法手段を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の速度検出装置。
【請求項８】
移動体が移動する道路の道路属性を特定するステップと、
前記移動体の移動速度を検出するための異なる複数の自律航法手段から、特定された前記道路属性に適合する前記自律航法手段を選択するステップと、
選択された前記自律航法手段を用いて、前記移動体の移動速度を検出するステップと、
を有することを特徴とする速度検出方法。
【請求項９】
前記道路属性を特定するステップでは、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づき、前記移動体の位置情報を取得し、前記位置情報から前記道路属性を特定することを特徴とする請求項８記載の速度検出方法。
【請求項１０】
前記道路属性を特定するステップでは、前記移動体の移動状態から前記道路属性を特定することを特徴とする請求項８記載の速度検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２４７３９６（Ｐ２０１２−２４７３９６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２１８８２（Ｐ２０１１−１２１８８２）
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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