ＧＰＳレシーバ及びナビゲーションシステム
【課題】ＧＰＳ測位演算において測位が中断された直後の測位精度を高めること。
【解決手段】カルマンフィルタを用いたＧＰＳ測位演算を所定の周期で行うことにより自車の推定位置を算出し、デッドレコニング用のセンサの出力に基づいて自車の移動位置を算出する測位演算部を備える車載用のＧＰＳレシーバであって、測位演算部は、非測位状態において推定位置と移動位置との距離が所定の距離よりも大きいと判定した場合に、該カルマンフィルタのフィルタリセットを実行することを特徴とするＧＰＳレシーバ及び該ＧＰＳレシーバを備えるナビゲーションシステムを提供する。
【解決手段】カルマンフィルタを用いたＧＰＳ測位演算を所定の周期で行うことにより自車の推定位置を算出し、デッドレコニング用のセンサの出力に基づいて自車の移動位置を算出する測位演算部を備える車載用のＧＰＳレシーバであって、測位演算部は、非測位状態において推定位置と移動位置との距離が所定の距離よりも大きいと判定した場合に、該カルマンフィルタのフィルタリセットを実行することを特徴とするＧＰＳレシーバ及び該ＧＰＳレシーバを備えるナビゲーションシステムを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精度な自車位置測位が可能なＧＰＳレシーバ及びナビゲーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両に搭載されるナビゲーション機能を有する車載器等において、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から発信されるＧＰＳ信号を用いて自車の測位を行うナビゲーションシステムが広く利用されている。このようなナビゲーションシステムには、複数のＧＰＳ衛星を捕捉及び追尾して自車の位置及び速度の検出を行うＧＰＳレシーバが実装されている。
【０００３】
このようなナビゲーションシステムとして、特許文献１に示すものがある。特許文献１のナビゲーションシステムは、ＧＰＳレシーバにおけるＧＰＳ測位の推定誤差値を変更して誤差推定の精度を高めることにより、車両位置決定の精度を向上させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０４６５８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ナビゲーションシステムに搭載されるＧＰＳレシーバでは、ＧＰＳ信号の遮蔽が発生した場合、非測位状態から測位状態に復帰したときに不意に自車位置が実際の位置から離れてしまうことがあり、経路案内に支障を来すことがある。この問題には、フィルタリセットと呼ばれる機能が関連していることがある。一般に、ＧＰＳレシーバでは、測位の継続性を高めることにより測位解を安定させるため、カルマンフィルタによる測位解の推定や平滑化を行っている。そして、前回の測位解の値から推定を行うことにより、走行中に使用するＧＰＳ衛星の組み合わせが変わったり、ＧＰＳ信号の遮蔽が発生して非測位状態になったり、測位状態が断続的になったりする状況下でも、安定した軌跡により自車位置を案内することができる。
【０００６】
ところが、非測位状態が長期間継続する場合、非測位状態中も走行して位置が変わるため、前回の値からの推定を重ねた結果と実際の位置との乖離が大きくなる場合がある。この場合に、カルマンフィルタによる推定を継続すると算出される位置に誤差が含まれてしまう。さらに、フィルタ処理を繰り返すことにより、誤差が蓄積してしまうこともある。カルマンフィルタの状態が精度の劣化した位置で安定してしまうと、蓄積された誤差を容易に解消することができなくなる。このため、非測位状態が所定の時間継続した場合は、次回測位時にフィルタリセットを行う。
【０００７】
フィルタリセットを行うまでの非測位状態の継続時間を長く設定すると、上記のように推定位置との乖離による位置ずれが発生してしまう。一方で、フィルタリセットは、測位の継続性を一度断ち切るものであるため、フィルタリセットを実行するまでの時間を短く設定して頻繁にフィルタリセットを行うわけにもいかない。測位解の安定性が損なわれ、観測ノイズの影響により位置ずれが発生してしまう。
【０００８】
このように非測位状態から測位状態に復帰する際にフィルタリセットを実行するか否かは、受信環境や走行状態、カルマンフィルタの状態等、様々な要因に左右される。しかし、フィルタリセットを実行するまでの時間を固定すると、測位解の安定性とさまざまな処理状況に対応するための柔軟性とのバランスを取ることが難しくなる可能性がある。
【０００９】
本発明は上記に鑑みてなされたものである。本発明の目的はフィルタリセットを実行するか否かの判定に車両の走行状態を加味して適応的かつ効率的な自車位置検出を行うことが可能な車載用のＧＰＳレシーバ及びナビゲーションシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の車載用のＧＰＳレシーバば、カルマンフィルタを用いたＧＰＳ測位演算を所定の周期で行うことにより自車の推定位置を算出し、デッドレコニング用のセンサの出力に基づいて自車の移動位置を算出する測位演算部を備える車載用のＧＰＳレシーバであって、測位演算部は、非測位状態において推定位置と移動位置との距離が所定の距離よりも大きいと判定した場合に、該カルマンフィルタのフィルタリセットを実行する。
【００１１】
より好ましくは、測位状態にあっては、自車の移動位置を推定位置に一致させる。また、非測位状態において、推定位置と移動位置との距離が所定の距離よりも大きいと判定したら、次回ＧＰＳ測位演算を行う際にカルマンフィルタのフィルタリセットを実行するように予約する。これにより、蓄積された位置誤差を解消して、カルマンフィルタが精度の低下した状態で安定しないように回避することができる。さらに、デッドレコニング用のセンサは、ジャイロセンサと車速センサを含む。
【００１２】
また、本発明の車載用のナビゲーションシステムは、上記に記載のＧＰＳレシーバと、地図データとを備え、測位演算部により算出される推定位置に基づいて、地図データにより自車位置を特定する。また、地図データにより特定した自車位置を表示するモニタを備える。これにより、カルマンフィルタにおいて過度に誤差が蓄積しないように回避しつつより精度の高いＧＰＳ測位演算を用いた走行経路案内を実現することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のＧＰＳレシーバ及びナビゲーションシステムによれば、ＧＰＳ測位演算においてフィルタリセットを行うか否かを判定するにあたって、車両の走行状態を反映させることができる。つまり、車両が略等速度で直線的に走行している状態では、カルマンフィルタによる位置の推定精度が大幅に低下する懸念はないため、フィルタリセットを行わずに自車位置の測位演算を継続することができる。このようにフィルタリセットを適応的に判断することにより、不必要なフィルタリセットを回避しつつ、ＧＰＳ信号の受信環境が悪化して非測位状態になった場合に測位状態に復帰した後に、蓄積した誤差を用いて推定した結果、不意に大きな位置ずれが生じるような現象を回避することができる。また、非測位状態が短い期間だけ継続した場合であっても、その期間中に車両が旋回及び加速したときは、デッドレコニング用のセンサ出力に基づいて決定される移動位置とカルマンフィルタによる推定位置との乖離を検出して、必要に応じて適切にフィルタリセットを実行して、位置誤差の蓄積を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態におけるＧＰＳレシーバの概略を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるナビゲーションシステムの概略を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるＧＰＳレシーバの測位演算部によって実行される処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態におけるＧＰＳレシーバによって算出される自車位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態におけるナビゲーションシステムについて説明する。なお、複数の図にまたがって同じ部材を示す場合は同じ番号を付すこととする。
【００１６】
図１に、本実施形態におけるＧＰＳレシーバのブロック図を示す。ＧＰＳレシーバ１は、ＧＰＳアンテナ４で受信したＧＰＳ信号をダウンコンバートするＲＦ（Radio Frequency）部２と、信号のサンプリングから捕捉、追尾、測位までを行って得られる測位結果をナビゲーションメインコントローラ２０に出力するデジタル処理部３とから構成される。ＧＰＳアンテナ４がＧＰＳ衛星から発信されるＧＰＳ信号を受信すると、その受信信号は、ＲＦ入力部５に送られる。信号は、ＲＦ入力部５からＢＰＦ（Band Pass Filter）６に送られて所定帯域に制限され、さらにＬＮＡ（Low Noise Amplifier）７、ＢＰＦ８を経て、ＧＰＳ帯域外のノイズが減衰された上でダウンコンバータ９に入力される。ダウンコンバータ９は、ＴＣＸＯ（Temperature Compensated Crystal Oscillator）１１を基に周波数シンセサイザ１２において生成される局部発振器周波数を用いて、受信したＲＦ信号を動作安定性や選択特性が改善されたＩＦ（Intermediate Frequency）信号に変換する。ＴＣＸＯ１１は、ＧＰＳ電波の受信信号を周波数変換してＩＦ信号に変換するための局部発振周波信号を出力する基準信号源である。変換されたＩＦ信号は、ＡＧＣ（Auto Gain Control）１０においてゲイン調整された後、デジタル処理部３の復調部１３に渡される。
【００１７】
復調部１３に送られたＩＦ信号は、まずＡ／Ｄ変換部１４に送られる。Ａ／Ｄ変換部１４は、ＩＦ信号をサンプリングしてＩＱ信号とし、Ａ／Ｄ変換した後、複数の信号処理チャンネル１５に送る。信号処理チャンネル１５は、同時に複数の衛星を捕捉及び追尾するために複数設けられている。各信号処理チャンネル１５では、数値制御によって信号のドップラーが除去され、１つ又は複数のコリレータによるコード相関検出及び積算処理が行われる。復調部１３には、ＮＣＯ（Numerically Controlled Oscillator）１６が設けられており、ＮＣＯ１６には周波数シンセサイザ１２から基準クロックが入力される。ＮＣＯ１６では、キャリアＮＣＯの制御、リファレンスＰＲＮ（Pseudo Random Noise）コードの生成、コードＮＣＯの制御が行われる。復調部１３にて上記処理が行われた信号は、測位演算部１７に送られて各種測定値が求められる。
【００１８】
測位演算部１７では、信号のドップラー周波数とコード位相のサーチ範囲が推定され、この推定に基づく設定値がＮＣＯ１６に送られる。ＮＣＯ１６は、送られてきた設定値に基づいて信号処理チャンネル１５が実行するサーチの制御を行う。ＮＣＯ１６は、さらに各信号処理チャンネル１５においてサーチするＰＲＮを指定する。信号処理チャンネル１５は、設定されたドップラー周波数に基づいてドップラー除去を行い、設定されたコード位相のサーチ範囲内において、信号と指定されたＰＲＮのリファレンスコードとの相関ピークを検出する。そして、積算処理を行って信号レベルが閾値を超えた場合にＧＰＳ衛星のＧＰＳ信号として捕捉する。なお、積算時間を長くすることにより捕捉感度を向上させることができる。この積算時間は、測位演算部１７によって決定される。さらに、信号処理チャンネル１５では、測位演算部１７が有するトラッキングループフィルタ（図示せず）及びＮＣＯ１６を介して、捕捉したＧＰＳ衛星のＧＰＳ信号のキャリア及びコードへのトラッキング誤差を補正してＧＰＳ衛星に対する追尾を続行する。ＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合は、測位演算部１７においてより広範なサーチ周波数範囲やコード位相範囲、またより高い感度等を設定し直して、ＧＰＳ衛星の捕捉を再試行する。
【００１９】
測位演算部１７では、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号より航法データを得て、コード位相（疑似距離）、キャリア周波数（疑似距離レート）、キャリア位相（デルタ疑似距離）、ＳＮ比、ＧＰＳレシーバ１におけるＧＰＳタイムラグを求める。そして、複数のＧＰＳ衛星からの測定値とデータを基に、自車の位置、速度、方位、時刻を測位演算する。算出されたＧＰＳ測位結果は、インターフェイス１８を介してナビゲーションメインコントローラ２０に出力される。ナビゲーションメインコントローラ２０は設定入力を備えており、ナビゲーションメインコントローラ２０側からインターフェイス１８に設定値を入力することにより、ＧＰＳレシーバ１がナビゲーションメインコントローラ２０に対してより適応性のあるダイナミックな制御を行うことができる。
【００２０】
図２に、本実施形態におけるＧＰＳレシーバ１を搭載したナビゲーションシステム１００のブロック図を示す。ナビゲーションシステム１００では、ＧＰＳレシーバ１を自車の絶対位置を取得するセンサとして用いる。また、ナビゲーションメインコントローラ２０は、ジャイロセンサ２１、加速度センサ２２、車速センサ２３等の各種センサを用いて基準位置からの相対移動量や移動方向を取得し、自車位置を複合的に決定する。ジャイロセンサ２１は、自車の水平面における角速度を計測する。加速度センサ２２は、自車の傾斜角を計測する。そして、車速センサは、車軸の回転に同期した車速パルス信号を生成し、車速パルス信号から自車の移動距離を算出することができる。これらデッドレコニング用のセンサからの出力と、ＧＰＳレシーバ１からの位置、速度、方位、時刻等の出力を、ナビゲーションメインコントローラ２０において統合したり、それぞれの測位結果に対する誤差推定値とを比較して高精度と判定される測位結果を選択したりすることにより、自車位置の推定が行われる。さらに、ナビゲーションシステム１００のＨＤＤ２６に格納されている地図データに対するマップマッチングを行うことにより、道路上の自車位置を決定してモニタ２４に出力するとともに、ＨＤＤ２６に格納されている必要な音声情報をスピーカ２５から出力する。
【００２１】
図１に示すように、ナビゲーションメインコントローラ２０からＧＰＳレシーバ１へは設定値のデータ入力を行うことができる。また、上記のように、ナビゲーションシステム１００は、ＧＰＳレシーバ１の他にも種々のセンサを使用する。ナビゲーションメインコントローラ２０は、ジャイロセンサ２１が出力する方位情報と、車速センサ２３が出力する車速パルス信号を積算することにより求められる車両移動距離情報を、インターフェイス１８を介して測位演算部１７に毎秒送信する。従って、測位演算部１７では、非測位状態中における自車の移動距離と移動方向の概算を、ナビゲーションメインコントローラ２０から送信される情報に基づいて求めることができる。この概算値をカルマンフィルタにより推定される自車位置とを比較し、概算値から求められる移動位置とカルマンフィルタによる推定位置との乖離が大きくなった時点で、次回測位時にフィルタリセットを実行するよう判断する。
【００２２】
図３（ａ），（ｂ）に、本実施形態のナビゲーションシステムにおける、ＧＰＳレシーバ１の測位演算部１７における処理のフローチャートを示す。測位演算部１７は、１秒ごとにフローチャートに従って処理を行うものとする。まずステップＳ１０１において測位演算を行った後、ステップＳ１０３に進む。ここで図３（ｂ）を参照して、ステップＳ１０１の測位演算について説明する。ステップＳ１１５において、前回の処理実行時に非測位状態であったか否かを判定する。測位状態であった場合はフィルタリセットを行う必要はなく、積算したデータを用いて測位解を算出するため、ステップＳ１２３に進んで測位演算を行い、ステップＳ１０１の処理を終了する。前回の処理実行時に非測位状態であった場合は、ステップＳ１１７に進んで、前回の処理実行時にステップＳ１１３においてフィルタリセットが予約されたか否かを判定する。前回の処理において非測位状態ではあったがフィルタリセットを行う必要はないと判断されていた場合は、ステップＳ１２３に進んで積算したデータを用いて測位演算を行い、ステップＳ１０１の処理を終了する。フィルタリセットを行う必要があると判断されていた場合、ステップＳ１１９に進みフィルタリセットを実行し、続いてステップＳ１２１にてフィルタリセットの予約をクリアする。次に、ステップＳ１２３において新たに測位演算を実行してステップＳ１０１の処理を終了する。
【００２３】
図３（ａ）を参照しながら、ステップＳ１０１以降の処理について説明する。ステップＳ１０３では、ステップＳ１１７においてフィルタリセットが予約されていると判定した場合はステップＳ１１９，Ｓ１２１，Ｓ１２３によって新たな測位演算が実行されている。従って、ステップＳ１０３では、ステップＳ１２３による測位解の信頼性に基づいて直前のステップＳ１０１においてフィルタリセットが実行されたか否かを判定する。ステップＳ１０３において、フィルタリセットが実行されたと判定した場合は、ステップＳ１０５以降の処理は不要であるとして本フローを終了する。それ以外の場合は、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５において、現在の状態が測位状態であるか否かを判定する。測位状態である場合は、ステップＳ１２３における測位演算により算出される推定位置は、フィルタリセットを行う必要のない信頼性のある推定位置であるため、ステップＳ１０９に進んで自車の移動位置を当該推定位置により初期化する。また、測位演算部１７は当該推定位置を測位結果としてナビゲーションメインコントローラ２０に供給する。現在の状態が非測位状態である場合は、ステップＳ１０７に進み、上記のとおり、ナビゲーションメインコントローラ２０から受信した方位情報と車両移動距離情報とから自車の移動位置を算出する。
【００２４】
ステップＳ１０７において自車の移動位置を算出したら、ステップＳ１１１に進み、算出した自車の移動位置とカルマンフィルタによる推定位置との乖離が所定の閾値を超えたか否かを判定する。乖離が閾値を超えていなければ、フィルタリセットを行わずに積算したデータを用いて測位演算を続行するため、本フローを終了する。また、乖離が閾値を超えている場合は、乖離を解消する必要があるため、ステップＳ１１３において次回測位時にフィルタリセットを行うようフィルタリセットの予約設定を行って本フローを終了する。以上の一連の処理を行うことにより、位置誤差が過度に蓄積しないように適応的にフィルタリセットを行いつつ測位演算を行うことができる。
【００２５】
次に、図４に示す例を参照しながら、デッドレコニング用のセンサの出力に基づいて決定される自車の移動位置とカルマンフィルタによる推定位置との乖離を判断する方法について説明する。黒丸は自車の移動位置を示し、黒白丸はカルマンフィルタによる推定位置を示す。時刻ｔ−２では測位状態であり、時刻ｔ−１，ｔにおいて非測位状態が続いたとする。また、Ｐａ（ｔ−２），Ｐａ（ｔ−１），Ｐａ（ｔ）は、それぞれ時刻ｔ−２，ｔ−１，ｔにおける自車の移動位置を表し、Ｐｅ（ｔ−２），Ｐｅ（ｔ−１），Ｐｅ（ｔ）は、それぞれ時刻ｔ−２，ｔ−１，ｔにおけるカルマンフィルタによる推定位置を表す。図４の例では、車両はＰａ（ｔ−２）からＰ（ｔ−１）まで直進した後、旋回及び加速を行ってＰａ（ｔ）に移動したとする。なお、実際の走行変化は図４に例示するものより緩やかであることが多いが、説明の都合上、走行状態が極端に変化する場合を取り上げる。図４に例示する場合よりも緩やかに変化あるいは急激に変化した際にカルマンフィルタにより蓄積された位置誤差を解消する場合についても、以下の説明を当てはめることができる。
【００２６】
時刻ｔ−２では、ＧＰＳレシーバ１が測位状態であるため、上記ステップＳ１０９により、自車の移動位置が測位演算による推定位置であるとして初期化される。時刻ｔ−１において、ＧＰＳレシーバ１が非測位状態であるため、上記ステップＳ１０７において、方位（Ｐａ（ｔ−２）からＰａ（ｔ−１）への矢印の方向）、移動距離（当該矢印の長さから算出される距離）から、移動位置（Ｐａ（ｔ−１））を求める。図４において、移動位置Ｐａ（ｔ−１）と、測位演算により求められた推定位置Ｐｅ（ｔ−１）との乖離を点線ｌ１にて示す。なお、時刻ｔ−１，ｔにおいてフィルタリセットを行うか否かを判定するための閾値を、それぞれＰｅ（ｔ−１），Ｐｅ（ｔ）を中心とする円により示す。図に示すように、時刻ｔ−１では、Ｐａ（ｔ−１）は、Ｐｅ（ｔ−１）を中心とする円の内側にあるため、乖離は閾値を超えていないと判定されてフィルタリセットは行われない。次に、時刻ｔにおいて、ＧＰＳレシーバ１は非測位状態が続いているため、時刻ｔ−１と同様に位置Ｐａ（ｔ），Ｐｅ（ｔ）をそれぞれ求める。時刻ｔでは、時刻ｔ−１において車両が旋回及び加速によって移動したため、算出される移動位置Ｐａ（ｔ）は、推定位置Ｐｅ（ｔ）により規定される閾値の円の外側に位置する。この場合、図３（ａ）のステップＳ１１１により、移動位置とカルマンフィルタによる推定位置との乖離が所定の閾値を超えたと判定され、ステップＳ１１３においてフィルタリセットが予約される。
【００２７】
ここで、図４に示す例について、図３（ａ）及び（ｂ）を参照しながらさらに詳しく説明する。時刻ｔ−２において、ステップＳ１０１により測位演算を行う。便宜上、ここでは前回、すなわち、図示はしないが、時刻ｔ−２の１単位時間前である時刻ｔ−３において測位状態であったとする。従って、ステップＳ１１５からステップＳ１２３に進んで測位演算を行った後、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３においてフィルタリセットは実行されていないと判定されるため、ステップＳ１０５に進み、現在の状態が測位状態であるため、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９において、自車の移動位置Ｐａ（ｔ−２）を測位演算により求められた推定位置Ｐｅ（ｔ−２）へ初期化する、すなわちＰａ（ｔ−２）をＰｅ（ｔ−２）に一致させ、時刻ｔ−２における処理を終了する。
【００２８】
続いて時刻ｔ−１において、図３（ａ）及び（ｂ）に示すフローに従って再び処理を実行する。時刻ｔ−１では非測位状態である。ただし、前回の処理、すなわち時刻ｔ−２における処理では測位状態であったため、時刻ｔ−２における処理と同様にステップＳ１１５からステップＳ１２３に進んで測位演算を行った後、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３においてフィルタリセットは実行されていないと判定され、ステップＳ１０５に進む。現在の状態が非測位状態であるため、ステップＳ１０５からステップＳ１０７に進み、ナビゲーションメインコントローラ２０から送信される情報に基づいてＰａ（ｔ−１）を求め、Ｐａ（ｔ−１）とＰｅ（ｔ−１）との乖離、すなわち図４において点線ｌ１で示す当該２つの位置の距離を求める。続いてステップＳ１１１において、ステップＳ１０７にて求めた乖離が閾値を超えたか否かを判定する。図に示すように、位置Ｐａ（ｔ−１）は位置Ｐｅ（ｔ−１）を中心とする円の内側にあるため、閾値を超えていないと判定され、時刻ｔ−１における処理を終了する。
【００２９】
そして時刻ｔに進む。ステップＳ１０１においては、前回の処理、すなわち時刻ｔ−１における処理では非測位状態であったため、ステップＳ１１５からステップＳ１１７に進む。ただし、前回の処理では、ステップＳ１１１において移動位置と推定位置の乖離が閾値に収まっていると判定されているため、ステップＳ１１３においてフィルタリセットの実行は予約されていない。よって、ステップＳ１１７からステップＳ１２３に進み、測位演算を行った後、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３においてフィルタリセットは実行されていないと判定され、現在の状態が非測位状態であるため、ステップＳ１０５，Ｓ１０７と進み、Ｐａ（ｔ）とＰｅ（ｔ）の乖離、すなわち図４において点線ｌ２で示す２つの位置の距離を求める。そして、Ｐａ（ｔ）は、位置Ｐｅ（ｔ）を中心とする閾値の円の外側にあるため、ステップＳ１１１において閾値を超えていると判定されてステップＳ１１３に進み、次回測位時、すなわち時刻ｔ＋１における処理においてフィルタリセットが実行されるようにフィルタリセットが予約されて時刻ｔにおける処理を終了する。
【００３０】
従って、ステップＳ１１９においてフィルタリセットが実行されるのは、時刻ｔ＋１において測位演算を実行する際である。時刻ｔ＋１における処理では、Ｓ１１５において、前回、すなわち時刻ｔにおける処理実行時が非測位状態であったため、ステップＳ１１７に進み、フィルタリセットが予約されていることからステップＳ１１９に進んでフィルタリセットを実行する。そして、ステップＳ１２１においてフィルタリセットの予約をクリアした後、ステップＳ１２３において測位演算を実行する。続くステップＳ１０３では、ステップＳ１２３における測位演算の測位解の信頼性に基づいてフィルタリセットが実行されていると判定されるため、時刻ｔ＋１における処理を終了する。なお、時刻ｔにおいて測位演算を停止した場合は、時刻ｔ＋１以降において測位を再開した後であって最初に測位演算を実行する際にフィルタリセットが実行される。そして、その後の処理は上記の時刻ｔ＋１における処理と同じである。
【００３１】
以上が本発明の実施形態についての説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において種々の変形が可能である。上記の説明では、測位演算部が１秒毎にフローを繰り返すが、繰り返しの単位時間は１秒に限らず任意の時間を設定することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１ ＧＰＳレシーバ
１７ 測位演算部
２１ ジャイロセンサ
２２ 加速度センサ
２３ 車速センサ
２４ モニタ
２６ ＨＤＤ
１００ ナビゲーションシステム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精度な自車位置測位が可能なＧＰＳレシーバ及びナビゲーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両に搭載されるナビゲーション機能を有する車載器等において、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から発信されるＧＰＳ信号を用いて自車の測位を行うナビゲーションシステムが広く利用されている。このようなナビゲーションシステムには、複数のＧＰＳ衛星を捕捉及び追尾して自車の位置及び速度の検出を行うＧＰＳレシーバが実装されている。
【０００３】
このようなナビゲーションシステムとして、特許文献１に示すものがある。特許文献１のナビゲーションシステムは、ＧＰＳレシーバにおけるＧＰＳ測位の推定誤差値を変更して誤差推定の精度を高めることにより、車両位置決定の精度を向上させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０４６５８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ナビゲーションシステムに搭載されるＧＰＳレシーバでは、ＧＰＳ信号の遮蔽が発生した場合、非測位状態から測位状態に復帰したときに不意に自車位置が実際の位置から離れてしまうことがあり、経路案内に支障を来すことがある。この問題には、フィルタリセットと呼ばれる機能が関連していることがある。一般に、ＧＰＳレシーバでは、測位の継続性を高めることにより測位解を安定させるため、カルマンフィルタによる測位解の推定や平滑化を行っている。そして、前回の測位解の値から推定を行うことにより、走行中に使用するＧＰＳ衛星の組み合わせが変わったり、ＧＰＳ信号の遮蔽が発生して非測位状態になったり、測位状態が断続的になったりする状況下でも、安定した軌跡により自車位置を案内することができる。
【０００６】
ところが、非測位状態が長期間継続する場合、非測位状態中も走行して位置が変わるため、前回の値からの推定を重ねた結果と実際の位置との乖離が大きくなる場合がある。この場合に、カルマンフィルタによる推定を継続すると算出される位置に誤差が含まれてしまう。さらに、フィルタ処理を繰り返すことにより、誤差が蓄積してしまうこともある。カルマンフィルタの状態が精度の劣化した位置で安定してしまうと、蓄積された誤差を容易に解消することができなくなる。このため、非測位状態が所定の時間継続した場合は、次回測位時にフィルタリセットを行う。
【０００７】
フィルタリセットを行うまでの非測位状態の継続時間を長く設定すると、上記のように推定位置との乖離による位置ずれが発生してしまう。一方で、フィルタリセットは、測位の継続性を一度断ち切るものであるため、フィルタリセットを実行するまでの時間を短く設定して頻繁にフィルタリセットを行うわけにもいかない。測位解の安定性が損なわれ、観測ノイズの影響により位置ずれが発生してしまう。
【０００８】
このように非測位状態から測位状態に復帰する際にフィルタリセットを実行するか否かは、受信環境や走行状態、カルマンフィルタの状態等、様々な要因に左右される。しかし、フィルタリセットを実行するまでの時間を固定すると、測位解の安定性とさまざまな処理状況に対応するための柔軟性とのバランスを取ることが難しくなる可能性がある。
【０００９】
本発明は上記に鑑みてなされたものである。本発明の目的はフィルタリセットを実行するか否かの判定に車両の走行状態を加味して適応的かつ効率的な自車位置検出を行うことが可能な車載用のＧＰＳレシーバ及びナビゲーションシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の車載用のＧＰＳレシーバば、カルマンフィルタを用いたＧＰＳ測位演算を所定の周期で行うことにより自車の推定位置を算出し、デッドレコニング用のセンサの出力に基づいて自車の移動位置を算出する測位演算部を備える車載用のＧＰＳレシーバであって、測位演算部は、非測位状態において推定位置と移動位置との距離が所定の距離よりも大きいと判定した場合に、該カルマンフィルタのフィルタリセットを実行する。
【００１１】
より好ましくは、測位状態にあっては、自車の移動位置を推定位置に一致させる。また、非測位状態において、推定位置と移動位置との距離が所定の距離よりも大きいと判定したら、次回ＧＰＳ測位演算を行う際にカルマンフィルタのフィルタリセットを実行するように予約する。これにより、蓄積された位置誤差を解消して、カルマンフィルタが精度の低下した状態で安定しないように回避することができる。さらに、デッドレコニング用のセンサは、ジャイロセンサと車速センサを含む。
【００１２】
また、本発明の車載用のナビゲーションシステムは、上記に記載のＧＰＳレシーバと、地図データとを備え、測位演算部により算出される推定位置に基づいて、地図データにより自車位置を特定する。また、地図データにより特定した自車位置を表示するモニタを備える。これにより、カルマンフィルタにおいて過度に誤差が蓄積しないように回避しつつより精度の高いＧＰＳ測位演算を用いた走行経路案内を実現することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のＧＰＳレシーバ及びナビゲーションシステムによれば、ＧＰＳ測位演算においてフィルタリセットを行うか否かを判定するにあたって、車両の走行状態を反映させることができる。つまり、車両が略等速度で直線的に走行している状態では、カルマンフィルタによる位置の推定精度が大幅に低下する懸念はないため、フィルタリセットを行わずに自車位置の測位演算を継続することができる。このようにフィルタリセットを適応的に判断することにより、不必要なフィルタリセットを回避しつつ、ＧＰＳ信号の受信環境が悪化して非測位状態になった場合に測位状態に復帰した後に、蓄積した誤差を用いて推定した結果、不意に大きな位置ずれが生じるような現象を回避することができる。また、非測位状態が短い期間だけ継続した場合であっても、その期間中に車両が旋回及び加速したときは、デッドレコニング用のセンサ出力に基づいて決定される移動位置とカルマンフィルタによる推定位置との乖離を検出して、必要に応じて適切にフィルタリセットを実行して、位置誤差の蓄積を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態におけるＧＰＳレシーバの概略を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるナビゲーションシステムの概略を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるＧＰＳレシーバの測位演算部によって実行される処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態におけるＧＰＳレシーバによって算出される自車位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態におけるナビゲーションシステムについて説明する。なお、複数の図にまたがって同じ部材を示す場合は同じ番号を付すこととする。
【００１６】
図１に、本実施形態におけるＧＰＳレシーバのブロック図を示す。ＧＰＳレシーバ１は、ＧＰＳアンテナ４で受信したＧＰＳ信号をダウンコンバートするＲＦ（Radio Frequency）部２と、信号のサンプリングから捕捉、追尾、測位までを行って得られる測位結果をナビゲーションメインコントローラ２０に出力するデジタル処理部３とから構成される。ＧＰＳアンテナ４がＧＰＳ衛星から発信されるＧＰＳ信号を受信すると、その受信信号は、ＲＦ入力部５に送られる。信号は、ＲＦ入力部５からＢＰＦ（Band Pass Filter）６に送られて所定帯域に制限され、さらにＬＮＡ（Low Noise Amplifier）７、ＢＰＦ８を経て、ＧＰＳ帯域外のノイズが減衰された上でダウンコンバータ９に入力される。ダウンコンバータ９は、ＴＣＸＯ（Temperature Compensated Crystal Oscillator）１１を基に周波数シンセサイザ１２において生成される局部発振器周波数を用いて、受信したＲＦ信号を動作安定性や選択特性が改善されたＩＦ（Intermediate Frequency）信号に変換する。ＴＣＸＯ１１は、ＧＰＳ電波の受信信号を周波数変換してＩＦ信号に変換するための局部発振周波信号を出力する基準信号源である。変換されたＩＦ信号は、ＡＧＣ（Auto Gain Control）１０においてゲイン調整された後、デジタル処理部３の復調部１３に渡される。
【００１７】
復調部１３に送られたＩＦ信号は、まずＡ／Ｄ変換部１４に送られる。Ａ／Ｄ変換部１４は、ＩＦ信号をサンプリングしてＩＱ信号とし、Ａ／Ｄ変換した後、複数の信号処理チャンネル１５に送る。信号処理チャンネル１５は、同時に複数の衛星を捕捉及び追尾するために複数設けられている。各信号処理チャンネル１５では、数値制御によって信号のドップラーが除去され、１つ又は複数のコリレータによるコード相関検出及び積算処理が行われる。復調部１３には、ＮＣＯ（Numerically Controlled Oscillator）１６が設けられており、ＮＣＯ１６には周波数シンセサイザ１２から基準クロックが入力される。ＮＣＯ１６では、キャリアＮＣＯの制御、リファレンスＰＲＮ（Pseudo Random Noise）コードの生成、コードＮＣＯの制御が行われる。復調部１３にて上記処理が行われた信号は、測位演算部１７に送られて各種測定値が求められる。
【００１８】
測位演算部１７では、信号のドップラー周波数とコード位相のサーチ範囲が推定され、この推定に基づく設定値がＮＣＯ１６に送られる。ＮＣＯ１６は、送られてきた設定値に基づいて信号処理チャンネル１５が実行するサーチの制御を行う。ＮＣＯ１６は、さらに各信号処理チャンネル１５においてサーチするＰＲＮを指定する。信号処理チャンネル１５は、設定されたドップラー周波数に基づいてドップラー除去を行い、設定されたコード位相のサーチ範囲内において、信号と指定されたＰＲＮのリファレンスコードとの相関ピークを検出する。そして、積算処理を行って信号レベルが閾値を超えた場合にＧＰＳ衛星のＧＰＳ信号として捕捉する。なお、積算時間を長くすることにより捕捉感度を向上させることができる。この積算時間は、測位演算部１７によって決定される。さらに、信号処理チャンネル１５では、測位演算部１７が有するトラッキングループフィルタ（図示せず）及びＮＣＯ１６を介して、捕捉したＧＰＳ衛星のＧＰＳ信号のキャリア及びコードへのトラッキング誤差を補正してＧＰＳ衛星に対する追尾を続行する。ＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合は、測位演算部１７においてより広範なサーチ周波数範囲やコード位相範囲、またより高い感度等を設定し直して、ＧＰＳ衛星の捕捉を再試行する。
【００１９】
測位演算部１７では、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号より航法データを得て、コード位相（疑似距離）、キャリア周波数（疑似距離レート）、キャリア位相（デルタ疑似距離）、ＳＮ比、ＧＰＳレシーバ１におけるＧＰＳタイムラグを求める。そして、複数のＧＰＳ衛星からの測定値とデータを基に、自車の位置、速度、方位、時刻を測位演算する。算出されたＧＰＳ測位結果は、インターフェイス１８を介してナビゲーションメインコントローラ２０に出力される。ナビゲーションメインコントローラ２０は設定入力を備えており、ナビゲーションメインコントローラ２０側からインターフェイス１８に設定値を入力することにより、ＧＰＳレシーバ１がナビゲーションメインコントローラ２０に対してより適応性のあるダイナミックな制御を行うことができる。
【００２０】
図２に、本実施形態におけるＧＰＳレシーバ１を搭載したナビゲーションシステム１００のブロック図を示す。ナビゲーションシステム１００では、ＧＰＳレシーバ１を自車の絶対位置を取得するセンサとして用いる。また、ナビゲーションメインコントローラ２０は、ジャイロセンサ２１、加速度センサ２２、車速センサ２３等の各種センサを用いて基準位置からの相対移動量や移動方向を取得し、自車位置を複合的に決定する。ジャイロセンサ２１は、自車の水平面における角速度を計測する。加速度センサ２２は、自車の傾斜角を計測する。そして、車速センサは、車軸の回転に同期した車速パルス信号を生成し、車速パルス信号から自車の移動距離を算出することができる。これらデッドレコニング用のセンサからの出力と、ＧＰＳレシーバ１からの位置、速度、方位、時刻等の出力を、ナビゲーションメインコントローラ２０において統合したり、それぞれの測位結果に対する誤差推定値とを比較して高精度と判定される測位結果を選択したりすることにより、自車位置の推定が行われる。さらに、ナビゲーションシステム１００のＨＤＤ２６に格納されている地図データに対するマップマッチングを行うことにより、道路上の自車位置を決定してモニタ２４に出力するとともに、ＨＤＤ２６に格納されている必要な音声情報をスピーカ２５から出力する。
【００２１】
図１に示すように、ナビゲーションメインコントローラ２０からＧＰＳレシーバ１へは設定値のデータ入力を行うことができる。また、上記のように、ナビゲーションシステム１００は、ＧＰＳレシーバ１の他にも種々のセンサを使用する。ナビゲーションメインコントローラ２０は、ジャイロセンサ２１が出力する方位情報と、車速センサ２３が出力する車速パルス信号を積算することにより求められる車両移動距離情報を、インターフェイス１８を介して測位演算部１７に毎秒送信する。従って、測位演算部１７では、非測位状態中における自車の移動距離と移動方向の概算を、ナビゲーションメインコントローラ２０から送信される情報に基づいて求めることができる。この概算値をカルマンフィルタにより推定される自車位置とを比較し、概算値から求められる移動位置とカルマンフィルタによる推定位置との乖離が大きくなった時点で、次回測位時にフィルタリセットを実行するよう判断する。
【００２２】
図３（ａ），（ｂ）に、本実施形態のナビゲーションシステムにおける、ＧＰＳレシーバ１の測位演算部１７における処理のフローチャートを示す。測位演算部１７は、１秒ごとにフローチャートに従って処理を行うものとする。まずステップＳ１０１において測位演算を行った後、ステップＳ１０３に進む。ここで図３（ｂ）を参照して、ステップＳ１０１の測位演算について説明する。ステップＳ１１５において、前回の処理実行時に非測位状態であったか否かを判定する。測位状態であった場合はフィルタリセットを行う必要はなく、積算したデータを用いて測位解を算出するため、ステップＳ１２３に進んで測位演算を行い、ステップＳ１０１の処理を終了する。前回の処理実行時に非測位状態であった場合は、ステップＳ１１７に進んで、前回の処理実行時にステップＳ１１３においてフィルタリセットが予約されたか否かを判定する。前回の処理において非測位状態ではあったがフィルタリセットを行う必要はないと判断されていた場合は、ステップＳ１２３に進んで積算したデータを用いて測位演算を行い、ステップＳ１０１の処理を終了する。フィルタリセットを行う必要があると判断されていた場合、ステップＳ１１９に進みフィルタリセットを実行し、続いてステップＳ１２１にてフィルタリセットの予約をクリアする。次に、ステップＳ１２３において新たに測位演算を実行してステップＳ１０１の処理を終了する。
【００２３】
図３（ａ）を参照しながら、ステップＳ１０１以降の処理について説明する。ステップＳ１０３では、ステップＳ１１７においてフィルタリセットが予約されていると判定した場合はステップＳ１１９，Ｓ１２１，Ｓ１２３によって新たな測位演算が実行されている。従って、ステップＳ１０３では、ステップＳ１２３による測位解の信頼性に基づいて直前のステップＳ１０１においてフィルタリセットが実行されたか否かを判定する。ステップＳ１０３において、フィルタリセットが実行されたと判定した場合は、ステップＳ１０５以降の処理は不要であるとして本フローを終了する。それ以外の場合は、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５において、現在の状態が測位状態であるか否かを判定する。測位状態である場合は、ステップＳ１２３における測位演算により算出される推定位置は、フィルタリセットを行う必要のない信頼性のある推定位置であるため、ステップＳ１０９に進んで自車の移動位置を当該推定位置により初期化する。また、測位演算部１７は当該推定位置を測位結果としてナビゲーションメインコントローラ２０に供給する。現在の状態が非測位状態である場合は、ステップＳ１０７に進み、上記のとおり、ナビゲーションメインコントローラ２０から受信した方位情報と車両移動距離情報とから自車の移動位置を算出する。
【００２４】
ステップＳ１０７において自車の移動位置を算出したら、ステップＳ１１１に進み、算出した自車の移動位置とカルマンフィルタによる推定位置との乖離が所定の閾値を超えたか否かを判定する。乖離が閾値を超えていなければ、フィルタリセットを行わずに積算したデータを用いて測位演算を続行するため、本フローを終了する。また、乖離が閾値を超えている場合は、乖離を解消する必要があるため、ステップＳ１１３において次回測位時にフィルタリセットを行うようフィルタリセットの予約設定を行って本フローを終了する。以上の一連の処理を行うことにより、位置誤差が過度に蓄積しないように適応的にフィルタリセットを行いつつ測位演算を行うことができる。
【００２５】
次に、図４に示す例を参照しながら、デッドレコニング用のセンサの出力に基づいて決定される自車の移動位置とカルマンフィルタによる推定位置との乖離を判断する方法について説明する。黒丸は自車の移動位置を示し、黒白丸はカルマンフィルタによる推定位置を示す。時刻ｔ−２では測位状態であり、時刻ｔ−１，ｔにおいて非測位状態が続いたとする。また、Ｐａ（ｔ−２），Ｐａ（ｔ−１），Ｐａ（ｔ）は、それぞれ時刻ｔ−２，ｔ−１，ｔにおける自車の移動位置を表し、Ｐｅ（ｔ−２），Ｐｅ（ｔ−１），Ｐｅ（ｔ）は、それぞれ時刻ｔ−２，ｔ−１，ｔにおけるカルマンフィルタによる推定位置を表す。図４の例では、車両はＰａ（ｔ−２）からＰ（ｔ−１）まで直進した後、旋回及び加速を行ってＰａ（ｔ）に移動したとする。なお、実際の走行変化は図４に例示するものより緩やかであることが多いが、説明の都合上、走行状態が極端に変化する場合を取り上げる。図４に例示する場合よりも緩やかに変化あるいは急激に変化した際にカルマンフィルタにより蓄積された位置誤差を解消する場合についても、以下の説明を当てはめることができる。
【００２６】
時刻ｔ−２では、ＧＰＳレシーバ１が測位状態であるため、上記ステップＳ１０９により、自車の移動位置が測位演算による推定位置であるとして初期化される。時刻ｔ−１において、ＧＰＳレシーバ１が非測位状態であるため、上記ステップＳ１０７において、方位（Ｐａ（ｔ−２）からＰａ（ｔ−１）への矢印の方向）、移動距離（当該矢印の長さから算出される距離）から、移動位置（Ｐａ（ｔ−１））を求める。図４において、移動位置Ｐａ（ｔ−１）と、測位演算により求められた推定位置Ｐｅ（ｔ−１）との乖離を点線ｌ１にて示す。なお、時刻ｔ−１，ｔにおいてフィルタリセットを行うか否かを判定するための閾値を、それぞれＰｅ（ｔ−１），Ｐｅ（ｔ）を中心とする円により示す。図に示すように、時刻ｔ−１では、Ｐａ（ｔ−１）は、Ｐｅ（ｔ−１）を中心とする円の内側にあるため、乖離は閾値を超えていないと判定されてフィルタリセットは行われない。次に、時刻ｔにおいて、ＧＰＳレシーバ１は非測位状態が続いているため、時刻ｔ−１と同様に位置Ｐａ（ｔ），Ｐｅ（ｔ）をそれぞれ求める。時刻ｔでは、時刻ｔ−１において車両が旋回及び加速によって移動したため、算出される移動位置Ｐａ（ｔ）は、推定位置Ｐｅ（ｔ）により規定される閾値の円の外側に位置する。この場合、図３（ａ）のステップＳ１１１により、移動位置とカルマンフィルタによる推定位置との乖離が所定の閾値を超えたと判定され、ステップＳ１１３においてフィルタリセットが予約される。
【００２７】
ここで、図４に示す例について、図３（ａ）及び（ｂ）を参照しながらさらに詳しく説明する。時刻ｔ−２において、ステップＳ１０１により測位演算を行う。便宜上、ここでは前回、すなわち、図示はしないが、時刻ｔ−２の１単位時間前である時刻ｔ−３において測位状態であったとする。従って、ステップＳ１１５からステップＳ１２３に進んで測位演算を行った後、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３においてフィルタリセットは実行されていないと判定されるため、ステップＳ１０５に進み、現在の状態が測位状態であるため、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９において、自車の移動位置Ｐａ（ｔ−２）を測位演算により求められた推定位置Ｐｅ（ｔ−２）へ初期化する、すなわちＰａ（ｔ−２）をＰｅ（ｔ−２）に一致させ、時刻ｔ−２における処理を終了する。
【００２８】
続いて時刻ｔ−１において、図３（ａ）及び（ｂ）に示すフローに従って再び処理を実行する。時刻ｔ−１では非測位状態である。ただし、前回の処理、すなわち時刻ｔ−２における処理では測位状態であったため、時刻ｔ−２における処理と同様にステップＳ１１５からステップＳ１２３に進んで測位演算を行った後、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３においてフィルタリセットは実行されていないと判定され、ステップＳ１０５に進む。現在の状態が非測位状態であるため、ステップＳ１０５からステップＳ１０７に進み、ナビゲーションメインコントローラ２０から送信される情報に基づいてＰａ（ｔ−１）を求め、Ｐａ（ｔ−１）とＰｅ（ｔ−１）との乖離、すなわち図４において点線ｌ１で示す当該２つの位置の距離を求める。続いてステップＳ１１１において、ステップＳ１０７にて求めた乖離が閾値を超えたか否かを判定する。図に示すように、位置Ｐａ（ｔ−１）は位置Ｐｅ（ｔ−１）を中心とする円の内側にあるため、閾値を超えていないと判定され、時刻ｔ−１における処理を終了する。
【００２９】
そして時刻ｔに進む。ステップＳ１０１においては、前回の処理、すなわち時刻ｔ−１における処理では非測位状態であったため、ステップＳ１１５からステップＳ１１７に進む。ただし、前回の処理では、ステップＳ１１１において移動位置と推定位置の乖離が閾値に収まっていると判定されているため、ステップＳ１１３においてフィルタリセットの実行は予約されていない。よって、ステップＳ１１７からステップＳ１２３に進み、測位演算を行った後、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３においてフィルタリセットは実行されていないと判定され、現在の状態が非測位状態であるため、ステップＳ１０５，Ｓ１０７と進み、Ｐａ（ｔ）とＰｅ（ｔ）の乖離、すなわち図４において点線ｌ２で示す２つの位置の距離を求める。そして、Ｐａ（ｔ）は、位置Ｐｅ（ｔ）を中心とする閾値の円の外側にあるため、ステップＳ１１１において閾値を超えていると判定されてステップＳ１１３に進み、次回測位時、すなわち時刻ｔ＋１における処理においてフィルタリセットが実行されるようにフィルタリセットが予約されて時刻ｔにおける処理を終了する。
【００３０】
従って、ステップＳ１１９においてフィルタリセットが実行されるのは、時刻ｔ＋１において測位演算を実行する際である。時刻ｔ＋１における処理では、Ｓ１１５において、前回、すなわち時刻ｔにおける処理実行時が非測位状態であったため、ステップＳ１１７に進み、フィルタリセットが予約されていることからステップＳ１１９に進んでフィルタリセットを実行する。そして、ステップＳ１２１においてフィルタリセットの予約をクリアした後、ステップＳ１２３において測位演算を実行する。続くステップＳ１０３では、ステップＳ１２３における測位演算の測位解の信頼性に基づいてフィルタリセットが実行されていると判定されるため、時刻ｔ＋１における処理を終了する。なお、時刻ｔにおいて測位演算を停止した場合は、時刻ｔ＋１以降において測位を再開した後であって最初に測位演算を実行する際にフィルタリセットが実行される。そして、その後の処理は上記の時刻ｔ＋１における処理と同じである。
【００３１】
以上が本発明の実施形態についての説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において種々の変形が可能である。上記の説明では、測位演算部が１秒毎にフローを繰り返すが、繰り返しの単位時間は１秒に限らず任意の時間を設定することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１ ＧＰＳレシーバ
１７ 測位演算部
２１ ジャイロセンサ
２２ 加速度センサ
２３ 車速センサ
２４ モニタ
２６ ＨＤＤ
１００ ナビゲーションシステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルマンフィルタを用いたＧＰＳ測位演算を所定の周期で行うことにより自車の推定位置を算出し、デッドレコニング用のセンサの出力に基づいて自車の移動位置を算出する測位演算部を備える車載用のＧＰＳレシーバであって、
前記測位演算部は、非測位状態において前記推定位置と前記移動位置との距離が所定の距離よりも大きいと判定した場合に、該カルマンフィルタのフィルタリセットを実行する、
ことを特徴とする車載用のＧＰＳレシーバ。
【請求項２】
測位状態にあっては、前記移動位置を前記推定位置に一致させることを特徴とする請求項１に記載の車載用のＧＰＳレシーバ。
【請求項３】
前記非測位状態において、前記推定位置と前記移動位置との距離が前記所定の距離よりも大きいと判定したら、次回ＧＰＳ測位演算を行う際に前記カルマンフィルタのフィルタリセットを実行するように予約することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載用のＧＰＳレシーバ。
【請求項４】
前記デッドレコニング用のセンサは、ジャイロセンサと車速センサを含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車載用のＧＰＳレシーバ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車載用のＧＰＳレシーバと、
地図データと、を備え、
前記測位演算部により算出される前記推定位置に基づいて、前記地図データにより自車位置を特定する、
ことを特徴とする車載用のナビゲーションシステム。
【請求項６】
前記地図データにより特定した前記自車位置を表示するモニタを備えることを特徴とする請求項５に記載の車載用のナビゲーションシステム。
【請求項１】
カルマンフィルタを用いたＧＰＳ測位演算を所定の周期で行うことにより自車の推定位置を算出し、デッドレコニング用のセンサの出力に基づいて自車の移動位置を算出する測位演算部を備える車載用のＧＰＳレシーバであって、
前記測位演算部は、非測位状態において前記推定位置と前記移動位置との距離が所定の距離よりも大きいと判定した場合に、該カルマンフィルタのフィルタリセットを実行する、
ことを特徴とする車載用のＧＰＳレシーバ。
【請求項２】
測位状態にあっては、前記移動位置を前記推定位置に一致させることを特徴とする請求項１に記載の車載用のＧＰＳレシーバ。
【請求項３】
前記非測位状態において、前記推定位置と前記移動位置との距離が前記所定の距離よりも大きいと判定したら、次回ＧＰＳ測位演算を行う際に前記カルマンフィルタのフィルタリセットを実行するように予約することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載用のＧＰＳレシーバ。
【請求項４】
前記デッドレコニング用のセンサは、ジャイロセンサと車速センサを含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車載用のＧＰＳレシーバ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車載用のＧＰＳレシーバと、
地図データと、を備え、
前記測位演算部により算出される前記推定位置に基づいて、前記地図データにより自車位置を特定する、
ことを特徴とする車載用のナビゲーションシステム。
【請求項６】
前記地図データにより特定した前記自車位置を表示するモニタを備えることを特徴とする請求項５に記載の車載用のナビゲーションシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−８０８３４（Ｐ２０１１−８０８３４Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３２４４５（Ｐ２００９−２３２４４５）
【出願日】平成２１年１０月６日（２００９．１０．６）
【出願人】（０００００１４８７）クラリオン株式会社 (1,722)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月６日（２００９．１０．６）
【出願人】（０００００１４８７）クラリオン株式会社 (1,722)
【Ｆターム（参考）】
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