ＧＰＳ信号による移動体位置決め方法および移動体位置決定装置ならびに移動体位置決定プログラム
【課題】正確な地図データがない場合であってもＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる新規なＧＰＳ信号による移動体位置決め方法および移動体位置決定装置ならびに移動体位置決定プログラムの提供。
【解決手段】人工衛星から発信されるＧＰＳ信号を連続的に受信し、受信したＧＰＳ信号に基づいて所定時間ごとに前記移動体の位置を算定し、算定された所定時間ごとの移動体の算定位置を記憶し、記憶された移動体の算定位置同士の広がり具合に基づいて前記移動体の停止または移動を判断し、移動体が移動したと判断したときに前記移動体の位置を決定する。これによって、正確な地図データや専用のセンサがなくともＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる。
【解決手段】人工衛星から発信されるＧＰＳ信号を連続的に受信し、受信したＧＰＳ信号に基づいて所定時間ごとに前記移動体の位置を算定し、算定された所定時間ごとの移動体の算定位置を記憶し、記憶された移動体の算定位置同士の広がり具合に基づいて前記移動体の停止または移動を判断し、移動体が移動したと判断したときに前記移動体の位置を決定する。これによって、正確な地図データや専用のセンサがなくともＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ（全地球測位装置）衛星が発するＧＰＳ信号を移動体がこれを受信し、その受信信号によって移動体の現在位置を決定する位置決め方法およびその位置決め方法を用いた移動体位置決定装置ならびに移動体位置決定プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ信号を利用した移動体位置決定装置は、船舶や航空機用のナビゲーション装置の他に、カーナビゲーション装置や携帯型ナビゲーション装置などとして広く普及しており、現在の情報化社会にとって欠かせないものとなってきている。
【０００３】
従来のナビゲーション装置による移動体の現在位置は、受信したＧＰＳ信号に基づいて所定の時間ごと、例えば１ｓｅｃごとに計算して液晶モニターなどに出力して表示している。しかし、このＧＰＳ信号は大気の状態や環境などによって刻々と変化するため、算出された現在位置は、移動体が停止している状態であっても数メートル〜数十メートル程度の誤差が生じることがある。
【０００４】
このようなＧＰＳ信号による位置測定誤差を解消するために従来から様々な方法が用いられている。例えば、以下の特許文献１などでは、地図データ上に道路情報などのベクトルデータを重ね合わせ、このベクトルデータ上に現在位置を強制的に移動させるといった、いわゆるマップマッチングと称される方法を用いることで測定誤差を解消する方法が開示されている。
【０００５】
また、以下の特許文献２などでは、自動車などの移動体に加速度センサやジャイロスコープなどのセンサを搭載してこれらのセンサからの出力を用いたり、タイヤの回転に伴う車速信号などを用いることでＧＰＳ信号による位置測定誤差を解消する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−５００２５号公報
【特許文献２】特開平１１−９４５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記のようなマップマッチングと称される方法を用いることによって測定誤差を解消する方法では、道路情報などのベクトルデータがない地域（例えば外国などにおいて未だ正確な地図情報が得られていない地域など）や新しくできた道路などでその道路情報が地図データにない場合には利用することができない。
【０００８】
また、加速度センサやジャイロスコープなどのセンサ出力を用いることによって測定誤差を解消する方法では、これらのセンサが故障などによって機能しなくなると大きな誤差を生じてしまう。また、これらのセンサ（ハードウェア）は比較的高価であるため、製品コストが高くなってしまう。また、携帯型のナビゲーション装置では車速信号などを用いることができない。
【０００９】
そこで、本発明はこれらの課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、正確な地図データがない場合であってもＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる新規なＧＰＳ信号による移動体位置決め方法および移動体位置決定装置ならびに移動体位置決定プログラムを提供するものである。
【００１０】
また、本発明の目的は、加速度センサやジャイロスコープなどの特殊なセンサ（ハードウェア）などを用いることなくソフトウェア上でＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる新規なＧＰＳ信号による移動体位置決め方法および移動体位置決定装置ならびに移動体位置決定プログラムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために第１の発明は、
人工衛星から発信されるＧＰＳ信号に基づいて移動体の現在位置を決定する移動体位置決定装置であって、前記ＧＰＳ信号を連続的に受信するＧＰＳ信号受信手段と、当該ＧＰＳ信号受信手段で受信したＧＰＳ信号に基づいて所定時間ごとに前記移動体の位置を算定する位置算定手段と、当該位置算定手段で算定された所定時間ごとの前記移動体の算定位置を記憶する算定位置記憶手段と、当該算定位置記憶手段で記憶された前記移動体の算定位置同士の広がり具合に基づいて前記移動体の停止または移動を判断する移動判断手段と、当該移動判断手段で前記移動体が移動したと判断したときに前記移動体の位置を決定する位置決定手段と、当該位置決定手段で決定された前記移動体の位置を表示する位置表示手段と、を備えたことを特徴とする移動体位置決定装置である。
【００１２】
このような構成によれば、正確な地図データがない場合であってもＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる。また、加速度センサやジャイロスコープなどのセンサ（ハードウェア）などを用いることなくソフトウェア上でＧＰＳ信号による移動体の位置を正確に決定することができる。
【００１３】
第２の発明は、
第１の発明において、前記移動判断手段は、前記算定位置記憶手段で記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径内であるときは前記移動体が停止していると判断し、前記算定位置記憶手段で記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径を外れたときに前記移動体が移動したと判断することを特徴とする移動体位置決定装置である。このような構成によれば、移動体の移動、停止を正確に判断することができる。
【００１４】
第３の発明は、
第２の発明において、前記移動判断手段は、前記算定位置記憶手段で前記移動体が移動したと判断したときは、その判断の基準となった移動体の算定位置を前記基準算定位置として前記移動体の移動または停止を順に判断することを特徴とする移動体位置決定装置である。このような構成によれば、移動体の移動、停止を連続して判断できると共にその移動軌跡を記録することができる。
【００１５】
第４の発明は、
第２または第３の発明において、前記移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径は、前記ＧＰＳ信号受信の際のＨＤＯＰ（Horizontal Dilution of Precision：水平成分の位置精度劣化度）の値に基づいて決定することを特徴とする移動体位置決定装置である。このようにすれば、刻々と変化するＨＤＯＰの値に応じた適切な所定半径を算出できるため、より正確な移動判断を行うことができる。
【００１６】
ここで、このＨＤＯＰ（Horizontal Dilution of Precision：水平成分の位置精度劣化度）とは、周知の通り衛星の幾何学的配置を指数化した位置精度劣化度（ＰＤＯＰ：Position Dilution of Precision）のうち、水平成分の位置精度劣化度を示したものである。この値が小さければ算定位置の精度が高く、大きければ算定位置の精度が低いことを示している。
【００１７】
つまり、上空に衛星が分散している状態のとき、ＰＤＯＰの値は小さくなる。逆に、衛星が１ヶ所に固まっていたり直線上になっていたりすると、ＰＤＯＰの値は大きくなることが知られている。そして、ＰＤＯＰの水平成分、垂直成分だけを指数化したものが、それぞれＨＤＯＰ（Horizontal Dilution of Precision）とＶＤＯＰ（Vertical Dilution of Precision：垂直成分の位置精度劣化度）である。衛星配置とＨＤＯＰ、ＶＤＯＰとは相反する関係となっており、中低仰角方向の異なった方位に複数の衛星が配置されているときにＶＤＯＰの値が小さくなり、天頂方向に衛星が複数あるときにＨＤＯＰの値が小さくなる。
【００１８】
これらＰＤＯＰ、ＨＤＯＰ、ＶＤＯＰの間には、ＰＤＯＰ２＝ＨＤＯＰ２＋ＶＤＯＰ２の関係があるため、ＨＤＯＰ、ＶＤＯＰの値が小さいときにＰＤＯＰの値も小さくなる。従って、天頂方向と中低仰角方向の異なった方位に複数の衛星が配置されているときにＰＤＯＰの値が小さくなると言える。一般的にはＰＤＯＰの値が３以下のときは位置の精度が良好であり、３〜７では許容範囲、７以上では精度が悪いと考えられる。
【００１９】
本発明においては、前述したようにＰＤＯＰのうち、水平成分の位置精度劣化度であるＨＤＯＰを採用する。これは、位置決定のための計算に要する負荷を軽減するためであるが、このＨＤＯＰと共にＶＤＯＰを採用しても良い。但し、ＶＤＯＰのみでは水平方向への正確な移動判断ができないため、ＨＤＯＰは常に用いる必要がある。
【００２０】
第５の発明は、
第２乃至４の発明において、前記移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径は、最尤法（Maximum likelihood estimation）により決定することを特徴とする移動体位置決定装置である。このように前記移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径を、最尤法（Maximum likelihood estimation）によって決定すれば、ＨＤＯＰの値に応じた最適な所定半径を算出できるため、より正確な移動判断を行うことができる。ここで、この最尤法（Maximum likelihood estimation）とは、統計学において与えられたデータからそれが従う確率分布の母数について推測するためによく用いられる方法であり、尤度の概念を利用するものである。なお、この最尤法（Maximum likelihood estimation）を用いた具体例については後に詳述する。
【００２１】
第６の発明は、
第１乃至５のいずれかの発明において、前記位置決定手段で決定された前記移動体の位置を記録し、記録された複数の位置に基づいて前記移動体が移動した軌跡を決定する移動軌跡決定手段をさらに備えたことを特徴とする移動体位置決定装置である。これによって移動体が移動してきた軌跡をわかりやすく把握できると共に、その移動体の移動方向や移動速度などを予測することができる。
【００２２】
第７の発明は、
第６の発明において、前記移動軌跡決定手段は、最小二乗近似により前記移動体が移動した軌跡を決定することを特徴とする移動体位置決定装置である。このように前記移動軌跡決定手段における移動体の移動軌跡を最小二乗近似により決定することにより、より実際の移動軌跡に近い移動軌跡を算出することができる。
【００２３】
第８の発明は、
第１乃至７のいずれかの発明において、進行方向を撮影する撮影手段を備え、前記移動判断手段は、前記撮影手段で撮影された画像情報に基づいて前記移動体の移動および方向を判断することを特徴とする移動体位置決定装置である。このように進行方向を撮影する撮影手段で撮影された画像情報を併用することにより、より正確な位置決定および移動判断を行うことができる。
【００２４】
第９の発明は、
人工衛星から発信されるＧＰＳ信号に基づいて移動体の現在位置を決定する移動体位置決定プログラムであって、コンピュータを、前記ＧＰＳ信号を連続的に受信するＧＰＳ信号受信手段と、当該ＧＰＳ信号受信手段で受信したＧＰＳ信号に基づいて所定時間ごとに前記移動体の位置を算定する位置算定手段と、当該位置算定手段で算定された所定時間ごとの前記移動体の算定位置を記憶する算定位置記憶手段と、当該算定位置記憶手段で記憶された前記移動体の算定位置同士の広がり具合に基づいて前記移動体の停止または移動を判断する移動判断手段と、当該移動判断手段で前記移動体が移動したと判断したときに前記移動体の位置を決定する位置決定手段と、当該位置決定手段で決定された前記移動体の位置を表示する位置表示手段と、して機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラムである。
【００２５】
このようなプログラムを用いれば、第１の発明と同様に、正確な地図データがない場合であってもＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる。また、加速度センサやジャイロスコープなどのセンサ（ハードウェア）などを用いることなくソフトウェア上でＧＰＳ信号による移動体の位置を正確に決定することが可能となる。さらに、専用のセンサ（ハードウェア）を用いることなくソフトウェア上で前記各手段を実現することができる。
【００２６】
第１０の発明は、
第９の発明において、前記コンピュータによって機能される移動判断手段を、前記算定位置記憶手段で記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径内であるときは前記移動体が停止していると判断し、前記算定位置記憶手段で記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径を外れたときに前記移動体が移動したと判断するようにさらに機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラムである。このようなプログラムによれば、第２の発明と同様に移動体の移動、停止を正確に判断することができる。
【００２７】
第１１の発明は、
第１０の発明において、前記コンピュータによって機能される移動判断手段を、前記算定位置記憶手段で前記移動体が移動したと判断したときは、その判断の基準となった移動体の算定位置を前記基準算定位置として前記移動体の移動または停止を順に判断するように機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラムである。このようなプログラムによれば、第３の発明と同様に移動体の移動、停止を連続して判断できると共にその移動軌跡を記録することができる。
【００２８】
第１２の発明は、
第９または１０の発明において、前記コンピュータによって機能される移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径は、前記ＧＰＳ信号受信の際のＨＤＯＰの値に基づいて決定するように機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラムである。このようなプログラムにすれば、第４の発明と同様に刻々と変化するＨＤＯＰの値に応じた適切な所定半径を算出できるため、より正確な移動判断を行うことができる。
【００２９】
第１３の発明は、
第９乃至１２の発明において、前記コンピュータによって機能される移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径は、最尤法（Maximum likelihood estimation）により決定することを特徴とする移動体位置決定プログラムである。このように前記移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径を、最尤法（Maximum likelihood estimation）によって決定すれば、第５の発明と同様にＨＤＯＰの値に応じた最適な所定半径を算出できるため、より正確な移動判断を行うことができる。
【００３０】
第１４の発明は、
第９乃至１３の発明において、前記コンピュータを、前記位置決定手段で決定された前記移動体の位置を記録し、記録された複数の位置に基づいて前記移動体が移動した軌跡を決定する移動軌跡決定手段としてさらに機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラムである。このようなプログラムによれば、第６の発明と同様に移動体が移動してきた軌跡を把握できると共に、その移動体の移動方向や速度などを予測することができる。
【００３１】
第１５の発明は、
第１４の発明において、前記コンピュータによって機能される移動軌跡決定手段は、最小二乗近似により前記移動体が移動した軌跡を決定することを特徴とする移動体位置決定プログラムである。このように前記移動軌跡決定手段における移動体の移動軌跡を最小二乗近似により決定すれば、第７の発明と同様により実際の移動軌跡に近い移動軌跡を算出することができる。
【００３２】
第１６の発明は、
第９乃至１５の発明において、前記コンピュータを、さらに進行方向を撮影する撮影手段として機能させると共に、前記移動判断手段は、前記撮影手段で撮影された画像情報に基づいて前記移動体の移動をおよび方向を判断することを特徴とする移動体位置決定プログラムである。このように進行方向を撮影する撮影手段で撮影された画像情報を併用すれば、第８の発明と同様により正確な位置決定および移動判断を行うことができる。
【００３３】
第１７の発明は、
人工衛星から発信されるＧＰＳ信号に基づいて移動体の現在位置を決定する移動体位置決め方法であって、前記ＧＰＳ信号を連続的に受信するＧＰＳ信号受信ステップと、当該ＧＰＳ信号受信ステップで受信したＧＰＳ信号に基づいて所定時間ごとに前記移動体の位置を算定する位置算定ステップと、当該位置算定ステップで算定された所定時間ごとの前記移動体の算定位置を記憶する算定位置記憶ステップと、当該算定位置記憶ステップで記憶された前記移動体の算定位置同士の広がり具合に基づいて前記移動体の停止または移動を判断する移動判断ステップと、当該移動判断ステップで前記移動体が移動したと判断したときに前記移動体の位置を決定する位置決定ステップと、当該位置決定ステップで決定された前記移動体の位置を表示する位置表示ステップと、を含むことを特徴とする移動体位置決め方法である。
【００３４】
このような方法を用いれば、第１の発明と同様に、正確な地図データがない場合であってもＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる。また、加速度センサやジャイロスコープなどのセンサ（ハードウェア）などを用いることなくソフトウェア上でＧＰＳ信号による移動体の位置を正確に決定することが可能となる。さらに、専用のセンサ（ハードウェア）を用いることなくソフトウェア上で前記各手段を実現することができる。
【００３５】
第１８の発明は、
第１７の発明において、前記移動判断ステップは、前記算定位置記憶ステップで記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径内であるときは前記移動体が停止していると判断し、前記算定位置記憶ステップで記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径を外れたときに前記移動体が移動したと判断することを特徴とする移動体位置決め方法である。このような方法によれば、第２の発明と同様に移動体の移動、停止を正確に判断することができる。
【００３６】
第１９の発明は、
第１８の発明において、前記移動判断ステップは、前記算定位置記憶ステップで前記移動体が移動したと判断したときは、その判断の基準となった移動体の算定位置を前記基準算定位置として前記移動体の移動または停止を順に判断することを特徴とする移動体位置決め方法である。このような方法によれば、第３の発明と同様に移動体の移動、停止を連続して判断できると共にその移動軌跡を記録することができる。
【００３７】
第２０の発明は、
第１８または１９の発明において、前記移動判断ステップにおける前記基準算定位置から所定半径は、前記ＧＰＳ信号受信の際のＨＤＯＰの値に基づいて決定することを特徴とする移動体位置決め方法である。このような方法にすれば、第４の発明と同様に刻々と変化するＨＤＯＰの値に応じた適切な所定半径を算出できるため、より正確な移動判断を行うことができる。
【００３８】
第２１の発明は、
第１８乃至２０の発明において、前記移動判断ステップにおける前記基準算定位置から所定半径は、最尤法（Maximum likelihood estimation）により決定することを特徴とする移動体位置決め方法である。このように前記移動判断ステップにおける前記基準算定位置から所定半径を、最尤法（Maximum likelihood estimation）によって決定すれば、第５の発明と同様にＨＤＯＰの値に応じた最適な所定半径を算出できるため、より正確な移動判断を行うことができる。
【００３９】
第２２の発明は、
第１７乃至２１の発明において、前記位置決定ステップで決定された前記移動体の位置を記録し、記録された複数の位置に基づいて前記移動体が移動した軌跡を決定する移動軌跡決定ステップをさらに含むことを特徴とする移動体位置決め方法である。このような方法によれば、第６の発明と同様に移動体が移動してきた軌跡を把握できると共に、その移動体の移動方向や速度などを予測することができる。
【００４０】
第２３の発明は、
第２２の発明において、前記移動軌跡決定ステップは、最小二乗近似により前記移動体が移動した軌跡を決定することを特徴とする移動体位置決め方法である。このように前記移動軌跡決定手段における移動体の移動軌跡を最小二乗近似により決定すれば、第７の発明と同様により実際の移動軌跡に近い移動軌跡を算出することができる。
【００４１】
第２４の発明は、
第１７乃至２３の発明において、進行方向を撮影する撮影ステップを備え、前記移動判断ステップは、前記撮影ステップで撮影された画像情報に基づいて前記移動体の移動をおよび方向を判断することを特徴とする移動体位置決め方法である。このように進行方向を撮影する撮影ステップで撮影された画像情報を併用すれば、第８の発明と同様により正確な位置決定および移動判断を行うことができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、以下に示すような種々の効果を発揮できる。
（１）正確な地図データがない場合であってもＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる。
（２）この結果、ベクトルデータなどの詳細な地図データを用いることなく航空写真などの安価な地図データでも信頼性の高いナビゲーションシステムを安価に構築できる。
（３）加速度センサやジャイロスコープなどのセンサ（ハードウェア）などを用いることなくソフトウェア上でＧＰＳ信号による移動体の位置を正確に決定することが可能となる。
（４）移動体の移動、停止を連続して判断できると共にその移動軌跡を記録することができる。
（５）移動体が移動してきた軌跡を把握できると共に、その移動体の移動方向や速度などを予測することができる。
（６）移動体から見た画像情報を移動判断に利用することにより、より正確な位置決定および移動判断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る移動体位置決定装置１００の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る移動体位置決定装置１００を構成するハードウェア構成図である。
【図３】本発明に係る移動体位置決定方法の流れを示すフローチャート図である。
【図４】図３のステップＳ４００（移動体判断処理）の詳細な流れを示すフローチャート図である。
【図５】ＨＤＯＰと算定された移動体の現在位置との関係を示す図である。
【図６】ＨＤＯＰと停止半径との関係を示す図である。
【図７】ＨＤＯＰと算定位置数および停止半径中心を示す正規分布図である。
【図８】最尤法によって決定された移動体の位置および当該決定位置に基づいて求められた移動体の移動軌跡を示す図である。
【図９】最尤法によって決定された移動体の位置の具体例を示す図である。
【図１０】図９の具体的な決定位置の軌跡を３次曲線で示した図である。
【図１１】図９の具体的な決定位置の軌跡を３次曲線で示した図である。
【図１２】本発明に係る移動体位置決定装置１００の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図１３】第２の実施形態に係る移動体位置決定装置１００を構成するハードウェア構成図である。
【図１４】第２の実施形態に係る図３のステップＳ４００（移動体判断処理）の詳細な流れを示すフローチャート図である。
【図１５】最尤法によって決定された移動体の位置の具体例を示す図である。
【図１６】図１５の具体的な決定位置の軌跡を３次曲線で示した図である。
【図１７】第３の実施形態に係る移動体位置決定装置１００を構成するハードウェア構成図である。
【図１８】大きな表示画面に表示された地図および案内経路の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
次に、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００４５】
（第１の実施形態）
図１乃至図１１は、本発明に係る移動体位置決定装置１００の第１の実施形態を示したものである。先ず図１に示すようにこの移動体位置決定装置１００は、ＧＰＳ受信部１０と、位置算定部２０と、位置記憶部３０と、入力操作部４０と、移動判断部５０と、位置決定部６０と、移動軌跡決定部７０と、位置表示部８０とから主に構成されており、自動車や船舶などの移動体に搭載、あるいは歩行者が直接携帯あるいは携帯電話などに内蔵されて用いられる。なお、本発明では、自動車や船舶などのように人間が搭乗して移動するものは勿論、人間が搭乗せず遠隔操作によって移動するリモコンカーや飛行機、さらには人間や動物などのように本発明装置１００を直接携帯して移動可能なすべてのものを移動体と称する。
【００４６】
本発明装置１００を構成するＧＰＳ受信部１０は、公知のＧＰＳアンテナなどから構成されており、移動体の天空上に位置する複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からそれぞれ発信される、その位置情報と時刻情報とを含むＧＰＳ信号を受信してその受信したＧＰＳ信号を位置算定部２０に入力する機能を有する。
【００４７】
位置算定部２０は、このＧＰＳ受信部１０で受信したＧＰＳ信号に基づいて、一定時間間隔ごと（例えば、１秒ごと）に地表面上における、その移動体の現在位置（経度、緯度）を計算し、計算し終えると一定のフォーマット（例えば、ＮＭＥＡ０１８３仕様）で位置記憶部３０に出力する機能を有する。なお、この位置算定部２０による移動体の現在位置の算定方法は、従来公知の方法そのものを用いたものであり、また、この位置算定部２０は、前記ＧＰＳ受信部１０と一体的になったものであっても良い。
【００４８】
ここで、この位置算定部２０で算定される一定時間間隔ごとの位置情報（移動体の現在位置）は、ＧＰＳ衛星からの信号伝播経路と空間媒体の物理定数の変化などにより移動体が停止していても毎回異なる。また、この位置情報はＧＰＳ衛星の天空上での分散状態でも異なる。そのため、この位置算定部２０は、受信したＧＰＳ信号の発信元であるＧＰＳ衛星の分散度から位置精度劣化度（ＰＤＯＰ：Position Dilution of Precision）のうち、主に水平成分の位置精度劣化度を示したＨＤＯＰ（Horizontal Dilution of Precision）も同時に算定する機能を有する。
【００４９】
位置記憶部３０は、この位置算定部２０によって所定時間ごとに算定される移動体の現在位置を所定数、所定時間記憶し、記憶した位置情報を移動判断部５０に出力する機能を有する。
【００５０】
入力操作部４０は、利用者による各種操作、例えば電源入断や表示の切り替え、表示画面の拡縮、表示設定などの各種操作を行う操作手段（操作ボタンなど）から構成されている。そして、この入力操作部４０は、例えばこの移動体位置決定装置１００自体の筐体上やこの移動体位置決定装置１００が搭載された携帯電話などの筐体（本体）上に一体的に設けられるか、あるいはケーブルや無線通信手段などを介して本体側に接続されている。
【００５１】
移動判断部５０は、前記位置記憶部３０で記憶した移動体の算定位置情報を用い、後述する最尤法によりその移動体の移動および停止を判断する機能を有する。
【００５２】
位置決定部６０は、前記移動判断部５０で移動体が移動したと判断したときに、同じく後述する最尤法により移動体の位置を決定する機能を有する。
【００５３】
移動軌跡決定部７０は、前記位置決定部６０で決定された移動体の位置を順に記録し、記録された複数の位置に基づいて移動体が移動した軌跡を決定する機能を有する。
【００５４】
位置表示部８０は、液晶ディスプレイなどの視認可能な表示画面を備えており、主に前記位置決定部６０で決定された移動体の位置、および前記移動軌跡決定部７０で決定した移動体の移動軌跡などを利用者が視認可能な画像情報などとして表示画面上に表示する機能を有する。なお、この位置表示部８０は、移動体の位置、移動軌跡などと同時に地表を撮影した航空写真なども表示可能となっている。また、この位置表示部８０にはスピーカーなどの発音機能も備わっており、移動体の移動、停止や移動方向などを音声により報知可能となっている。
【００５５】
そして、これらの機能を有する移動体位置決定装置１００は、具体的には図２に示すように電子計算機（コンピュータ：情報処理システム）から構成されており、ＣＰＵ（演算装置）１０１、ＣＬＣ（クロック）１０２、ＲＯＭ（読出専用メモリ）１０３、ＲＡＭ（主記憶装置）１０５、バス１０７、Ｉ／Ｆ（入出力インタフェース）１０９、入力装置１１１、表示装置１１３、外部記憶装置１１５、ＧＰＳ受信機１１７などからなるハードウェアと、ＲＯＭ１０３に予め記録された専用の制御プログラム（ソフトウェア）とが協働することによって図１に示した各部１０乃至８０の機能を実現する。
【００５６】
具体的には、ＧＰＳ受信機１１７が図１に示すＧＰＳ受信部１０に対応し、入力装置１１１が入力操作部４０に対応し、表示装置１１３が位置表示部８０に対応する。そして、ＣＰＵ１０１、ＣＬＣ１０２、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０５、バス１０７、Ｉ／Ｆ１０９、外部記憶装置１１５およびＲＯＭ１０３に予め記録された専用の制御プログラム（ソフトウェア）によって図１に示す位置算定部２０、位置記憶部３０、移動判断部５０、位置決定部６０、移動軌跡決定部７０が実現される。なお、前記各部１０乃至８０は１つの筐体に一体的に組み込まれたものであっても良いし、入力操作部４０や位置表示部８０などが本体と別体になったものであっても良い。
【００５７】
次に、このような構成をした本発明の移動体位置決定装置１００による移動体位置決定方法を、主に図３のフローチャートを参照しながら説明する。図示するように、先ずこの移動体位置決定装置１００は、電源投入後の所定のシステムチェックが終了したならば、最初のステップＳ１００に移行してＧＰＳ信号の受信処理を実行して次のステップＳ２００に移行する。
【００５８】
ステップＳ２００では、最初のステップＳ１００で受信したＧＰＳ信号に基づいて移動体の現在位置を一定時間間隔ごとに計算により求め、次のステップＳ３００に移行する。ステップＳ３００では、ステップＳ２００で算定した移動体の現在位置情報を所定時間、所定数記憶して次のステップＳ４００に移行する。ステップＳ４００では、ステップＳ３００で記憶した複数の現在位置情報に基づいて移動体の移動を判断する。
【００５９】
図４は、このステップＳ４００における判断処理の流れを示したフローである。図示するように、最初のステップ４０２では受信したＧＰＳ信号からその時間帯における水平成分の位置精度劣化度であるＨＤＯＰを算定する。所定時間間隔ごとに算定される移動体の現在位置に関する位置情報は、ＧＰＳ衛星の天空上での分散状態でも異なることから、以下の数式１で示される分散をもっているからである。
【数１】
ここで、ｘｉ（ｘ＝ｘ１、ｘ２、ｘ３…、ｘｎ）はＮ（μ、σｉ２）、μはサンプル値、σは標準偏差値である。
上式１の対数をとると、以下の数式２となる。
【数２】
この数式２から、μ（サンプル値）、σ（標準偏差値）は以下の数式３のようになる
【数３】
従って、ＧＰＳ衛星の分散状態をＨＤＯＰで表すと、σｉがＨＤＯＰと比例関係にあるからσｉは、以下の数式４のようになる。
【数４】
【００６０】
図５は、移動体が停止している状態で一定時間間隔ごとに算定された複数の現在位置（緯度、経度）の集合と、ＨＤＯＰとの関係を示したものである。同図（Ａ）に示すように、ＨＤＯＰが小さい（「１．０」，「１．１」，「１．３」）ときは移動体の算定位置の集合の広がり具合（バラツキ）が小さいが、同図（２）から（４）に示すように、ＨＤＯＰが大きくなるに従って徐々に移動体の現在算定位置の集合のバラツキが大きくなっていることを示している。
【００６１】
図４のフローに戻り、ステップＳ４０２においてＨＤＯＰの算定処理が行われたならば、次のステップＳ４０４に移行して最尤法（Maximum likelihood estimation）による集合の停止半径の決定を行って次のステップＳ４０４に移行する。すなわち、前記のように移動体が停止している状態であってもＨＤＯＰの値によって算定位置の集合のバラツキが大きく異なることから、ＨＤＯＰの値に基づいて算定位置の集合の中心とその中心からの標準偏差値から停止半径を決定する。この結果、図６（Ａ）に示すようにＨＤＯＰが小さいときには停止半径は小さくなり、図６（Ｂ）に示すようにＨＤＯＰが大きいときには停止半径は大きくなる。なお、この算定位置の頻度は、一般にＨＤＯＰの値にかかわらず、中央部分が高く周辺部になるに従って減少するといったガウシャン分布（正規分布）となっている。
【００６２】
移動体が停止している状態で一定時間間隔で算定された移動体の現在位置（緯度、経度）の集合の中心の値は、図７に示すようにΣｉλｉ・ｘｉであるから、数値計算するとＨＤＯＰの値の大小によって集合の中心からのずれが計算される。ＨＤＯＰの値を考慮して集合の中心を求めると共にその中心からの標準偏差値から停止半径を決定する。図７は、所定時間内に算定された移動体の算定位置とその数との関係を示した正規分布図であり、標準偏差σ１よりも小さい標準偏差σ２のほうが停止半径を小さくできることがわかる。
【００６３】
ステップＳ４０６では、停止半径が決定された後に記憶された新たな算定位置を取得して次のステップＳ４１０に移行する。
【００６４】
ステップＳ４１０では、新たに取得した算定位置が停止半径を超えたか否かを判断し、越えていないと判断したとき（Ｎｏ）は、ステップＳ４０８に移行して移動体は移動していない、つまり停止した状態であると判断してステップＳ４０６に戻って次の新たな算定位置の取得を繰り返す。これに対し、取得した算定位置が停止半径を超えていると判断したとき（Ｙｅｓ）は、次のステップＳ４１２に移行して移動体は移動したと判断する。
【００６５】
図３のフローに戻り、このようにステップＳ４００において移動体の移動を判断したならば、次のステップＳ５００に移行してその停止半径の中心（Σｉλｉ・ｘｉ）を移動前の移動体の正式な位置として決定した後、次のステップＳ６００に移行して決定したその位置を表示装置の画面上に表示する。なお、この移動体の位置表示方法としては画面上に表示された航空写真上に移動体の現在位置を示す点やマークなどを重ねて記すことで表示する方法の他、縦軸に経度または緯度、横軸に緯度または経度が記された画面上に同じく移動体の現在位置を示す点やマークなどを記す方法でも良い。
【００６６】
このようにして順次決定される停止半径の中心を移動体の代表的な決定位置として順に表示した後、次のステップＳ７００に移行し、これらの代表的な決定位置に近似となるように最小二乗近似した移動体の移動軌跡を求める。ここで、移動体の移動軌跡である地表面は回転随円体であるが、水平投影位置と考え、移動体の近傍においては２次平面と考える。この２次平面をｘ１、ｙ１としてｘｙの多項式で以下の式（１）、（２）の如く近似する。
ｘ＝ｆ（ｙ）＝ａ０＋ａ１ｙ＋ａ２ｙ２＋ａ３ｙ３…（１）
ｙ＝ｇ（ｙ）＝ｂ０＋ｂ１ｘ＋ｂ２ｘ２＋ｂ３ｘ３…（２）
そして、移動体の決定位置Ｐをｘｙ平面で示すと例えば図８のようになる。
【００６７】
これらの移動体の決定位置Ｐが任意のｎ個時間と共に変化すると、ｎ＋１の点はどこになるのか２つの３次多項式を用いてその方向を求めるべく、その座標をｘｃ、ｙｃとすると、方向θは、
θ＝θｘ＝π／２−θｙとなる。
ここで、θｘ＝Ｔａｎ−１（ｘ′）
θｙ＝Ｔａｎ−１（ｙ′）
かつ、ｘ´＝ｆ′（ｘｃ）＝ａ１＋２ａ２ｘｃ＋３ａ３ｘｃ２
ｘ´＝ｇ′（ｙｃ）＝ｂ１＋２ｂ２ｙｃ＋３ｂ３ｙｃ２
【数５】
そして、任意ｎ個を７として計算すると以下のようになる。
【００６８】
図９乃至図１１は、ｎ＝７として７個の時間順に得られた位置情報からその軌跡はどのようなものとなるか、また次はどのように進むのかを予測（移動予測方向）した例である。ｘ、ｙの７つの値（Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）をそれぞれ図９に示すような場合に３次曲線で軌跡を示すと、図１０および図１１に示すようにカーブを描く軌跡となる。なお、図１０および図１１は、経度Ｙおよび緯度Ｘに対応する横軸および縦軸を入れ替えて表示したものである。
【００６９】
このように本発明の移動体位置決定装置１００によれば、移動体の移動の判断および位置決めを適切に行うことができるため、正確な地図データがない場合であってもＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる。この結果、ベクトルデータなどの高価な地図データを用いることなく航空写真などの安価な地図データでも信頼性の高いナビゲーションシステムを容易に構築できる。
【００７０】
また、加速度センサやジャイロスコープなどの専用のセンサ（ハードウェア）を用いることなくソフトウェア上でＧＰＳ信号による移動体の位置を正確に決定することが可能となるため、コストの大幅な削減や故障による信頼性の低下を防止できる。
【００７１】
また、移動体の移動、停止を連続して判断できると共にその移動軌跡を記録することができるため、移動体が移動してきた軌跡を把握できると共に、その移動体の移動方向や速度などを予測することが可能となる。
【００７２】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る移動体位置決定装置１００の第２の実施の形態について説明する。本実施形態に係る移動体位置決定装置１００は、図１２に示すように前記第１の実施形態と同様、ＧＰＳ受信部１０と、位置算定部２０と、位置記憶部３０と、入力操作部４０と、移動判断部５０と、位置決定部６０と、移動軌跡決定部７０と、位置表示部８０といった基本構成に、画像取得部９０を加えた構成となっている。なお、本実施の形態でも、自動車や船舶などのように人間が搭乗して移動するものは勿論、人間が搭乗せず遠隔操作によって移動するリモコンカーや飛行機、さらには人間や動物などのように本発明装置１００を直接携帯して移動可能なすべてのものを移動体と称する。
【００７３】
ここで、ＧＰＳ受信部１０、位置算定部２０、位置記憶部３０、入力操作部４０、移動判断部５０、位置決定部６０、移動軌跡決定部７０、位置表示部８０については前記実施の形態と同様の構成および機能を有するため、その説明は割愛する。そして、本実施形態で新たに備わった画像取得部９０は、電源投入後は常時移動体の進行方向前方の画像を取得して所定時間記憶し、移動判断部５０からの要求に応じて取得した移動体前方の画像を移動判断部５０に出力する機能を提供する。
【００７４】
そして、これらの機能を有する移動体位置決定装置１００も、図１３に示すような電子計算機（コンピュータ：情報処理システム）から構成されており、ＣＰＵ（演算装置）１０１、ＣＬＣ（クロック）１０２、ＲＯＭ（読出専用メモリ）１０３、ＲＡＭ（主記憶装置）１０５、バス１０７、Ｉ／Ｆ（入出力インタフェース）１０９、入力装置１１１、表示装置１１３、外部記憶装置１１５、ＧＰＳ受信機１１７などにＣＣＤカメラ１１９を加えたハードウェアと、ＲＯＭ１０３に予め記録された専用の制御プログラム（画像処理プログラムを含むソフトウェア）とが協働することによって図１２に示したような各部１０乃至９０の機能を実現する。具体的には、ＣＣＤカメラ１１９が図１２に示す画像取得部９０に対応する。
【００７５】
そして、このような構成をした本実施の形態に係る移動体位置決定方法にあっては、その主な処理の流れは前記第１の実施形態で説明した図３のフローチャートと同様であるが、図３のフローチャートにおけるステップＳ４００の移動体の移動判断処理ステップが前記第１の実施形態と異なる。
【００７６】
すなわち、図１４に示すように先ずこの移動体位置決定装置１００は、最初のステップ４０２では受信したＧＰＳ信号からその時間帯における水平成分の位置精度劣化度であるＨＤＯＰを算定したならば、次のステップＳ４０４に移行してＨＤＯＰに基づく最尤法による停止半径を決定して次のステップＳ４０７に移行する。
【００７７】
ステップＳ４０７では、新たな算定位置とその算定時の移動体進行方向前方の画像情報を同時に取得して次のステップＳ４１０に移行する。
【００７８】
ステップＳ４１０では、新たに取得した算定位置が停止半径を超えたか否かを判断し、越えていないと判断したとき（Ｎｏ）は、ステップＳ４０８に移行して移動体は移動していない、つまり停止した状態であると判断してステップＳ４０６に戻って次の新たな算定位置の取得を繰り返す。これに対し、取得した算定位置が停止半径を超えていると判断したとき（Ｙｅｓ）は、次のステップＳ４１１に移行する。
【００７９】
ステップＳ４１１では、その算定位置と共に取得した画像情報と、その直前に取得した算定位置と共に取得した画像情報との差分を検証して画像情報から移動体の移動方向を決定して次のステップＳ４１３に移行する。
【００８０】
ステップＳ４１３では、ステップＳ４１０で停止半径を超えたと判断された算定位置の方向と、前ステップＳ４１１で画像情報から得られた移動体の移動方向とを比較し、両者の方向が一致するか否かを判断する。
【００８１】
この結果、両者の方向が一致しないと判断したとき（Ｎｏ）は、ステップＳ４０８に戻ることになるが、両者の方向が一致すると判断したとき（Ｙｅｓ）は、ステップＳ４１５に移行して移動体が一致した方向へ移動したと判断して処理を終了する。なお、前記ステップ４１１においてその算定位置と共に取得した画像情報とその直前に取得した算定位置と共に取得した画像情報との差分がない場合は、両者の方向が一致しないと判断してステップＳ４０８に戻る。
【００８２】
このように移動体の算定位置が停止半径を超えると共に、その移動方向が画像情報から得られる移動方向と一致した場合、算定位置の値をφ（ｔ）として示せば、次式により表すことができる。ここで、ｔはｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４…と増加していくものとする。
φ（ｔ）＝ｘ１ｔ＋ｘ２
最小二乗法で３次関数に近似すると、
φ（ｔ）＝ｘ０＋ｔｘ１＋ｔ２ｘ２＋ｔ３ｘ３
で表されるから、ｍｉｎ ｆ（ｘ）は、
【数６】
となる。ここでＪは、以下の通りである。
【数７】
【００８３】
そして、前記の式を図１５に示す値で計算すると、図１６に示すような軌跡が得られ、移動体はこの３次式に示す移動軌跡を示すことになる。従って、カメラ画像からスタート地点とする軌跡を示す３次近似関数で表すことができる。この曲線を表示装置１１３に表示して移動体の現在の軌跡とする。ここで、最小二乗法でｎ次多項式に近似すること、得られた多項式関数にはｘ、ｙ平面において、ｘａ≦ｘ≦ｘｂ、ｙｃ≦ｙ≦ｙｄの変位領域に使うことができない。それはスタート時、停止時のｘ、ｙの値であるからである。
【００８４】
このように本実施の形態では、移動体前方をカメラで撮影してその画像を取得し、その画像から得られる情報（右移動、左移動、前進移動、後退移動）も考慮して移動体の移動を判断するようにしたため、移動体の移動・停止をより正確に判断できると共に、その移動方向も正確に判断することができる。
【００８５】
また、本実施の形態で用いる画像取得部９０によって稼働中は移動体の前方（進行方向）を連続的に撮影し、撮影した画像をＨＤＤなどからなる大記憶容量の記憶装置１１５に保存するようにすれば、この画像取得部９０をそのまま運転記録装置（ドライブレコーダー）などとして利用することも可能となる。
【００８６】
（第３の実施形態）
次に、本発明に係る移動体位置決定装置１００の第３の実施の形態について説明する。
本実施形態は、前述した移動体位置決定装置１００にさらに通信機能を備えてこれを移動局２００とし、この移動局２００を図示しない基地局から通信回線（ネットワーク）を介して地図データおよび経路案内データなどを配信するようにしたものである。
【００８７】
図１７は、この移動局２００のハードウェア構成図であり、ＣＰＵ（演算装置）１０１、ＣＬＣ（クロック）１０２、ＲＯＭ（読出専用メモリ）１０３、ＲＡＭ（主記憶装置）１０５、バス１０７、Ｉ／Ｆ（入出力インタフェース）１０９、入力装置１１１、表示装置１１３、外部記憶装置１１５、ＧＰＳ受信機１１７、ＣＣＤカメラ１１９などにさらに通信装置１２１および音声装置１２３を加えたハードウェアと、ＲＯＭ１０３に予め記録された専用の制御プログラム（ソフトウェア）とが協働することによって経路案内機能（ナビゲーション機能）を備えた高精度な移動局としての機能を実現する。
【００８８】
そして、このような構成をした本実施の形態に係る移動局２００は、基地局と通信可能になった状態で利用者が入力装置１１１などから目的地を入力すると、現在地から目的地を含む地図データが基地局から配信されると共に、その地図画面上に現在位置から目的地までの経由地を含む経路が配信される。
【００８９】
すると、この移動局２００は、前記実施の形態で説明したように受信したＧＰＳ信号に基づき現在位置を決定すると共にその移動を判断する。移動していると判断したならば、表示装置１１３の表示画面上に現在位置と移動方向および最初の経由地の方向を表示する。そして、この移動局２００は、常時次の経由地までの角度と距離を表示すると共に音声装置１２３による音声によっても案内する。これによって、例えば利用者は車の運転中に表示画面を見ることなく所定の経由地を経由しつつ目的地まで最短かつ安全に到達することができる。
【００９０】
また、この移動局２００の表示装置１１３が大きな表示画面と優れた表示能力を有している場合には、例えば図１８に示すように現在地から目的地までを含む広範囲の地図（画面上方が北）を表示し、画面右上の小窓に現在位置の拡大図を表示し、画面左下の小窓に次の経由地の拡大図を表示するようにすれば、よりスムーズに目的地まで移動することが可能となる。なお、基地局から配信するデータには、地図データや経路案内データの他に道路情報や渋滞情報などを含んでいても良い。
【符号の説明】
【００９１】
１０…ＧＰＳ受信部
２０…位置算定部
３０…位置記憶部
４０…入力操作部
５０…移動判断部
６０…位置決定部
７０…移動軌跡決定部
８０…位置表示部
９０…画像取得部
１００…移動体位置決定装置
１０１…演算装置（ＣＰＵ）
１０２…クロック（ＣＬＣ）
１０３…読出専用メモリ（ＲＯＭ）
１０５…主記憶装置（ＲＡＭ）
１０７…バス
１０９…入出力インターフェース
１１１…入力装置
１１３…表示装置
１１５…外部記憶装置
１１７…ＧＰＳ受信機
１１９…ＣＣＤカメラ
１２１…通信装置
１２３…音声装置
２００…移動局
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ（全地球測位装置）衛星が発するＧＰＳ信号を移動体がこれを受信し、その受信信号によって移動体の現在位置を決定する位置決め方法およびその位置決め方法を用いた移動体位置決定装置ならびに移動体位置決定プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ信号を利用した移動体位置決定装置は、船舶や航空機用のナビゲーション装置の他に、カーナビゲーション装置や携帯型ナビゲーション装置などとして広く普及しており、現在の情報化社会にとって欠かせないものとなってきている。
【０００３】
従来のナビゲーション装置による移動体の現在位置は、受信したＧＰＳ信号に基づいて所定の時間ごと、例えば１ｓｅｃごとに計算して液晶モニターなどに出力して表示している。しかし、このＧＰＳ信号は大気の状態や環境などによって刻々と変化するため、算出された現在位置は、移動体が停止している状態であっても数メートル〜数十メートル程度の誤差が生じることがある。
【０００４】
このようなＧＰＳ信号による位置測定誤差を解消するために従来から様々な方法が用いられている。例えば、以下の特許文献１などでは、地図データ上に道路情報などのベクトルデータを重ね合わせ、このベクトルデータ上に現在位置を強制的に移動させるといった、いわゆるマップマッチングと称される方法を用いることで測定誤差を解消する方法が開示されている。
【０００５】
また、以下の特許文献２などでは、自動車などの移動体に加速度センサやジャイロスコープなどのセンサを搭載してこれらのセンサからの出力を用いたり、タイヤの回転に伴う車速信号などを用いることでＧＰＳ信号による位置測定誤差を解消する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−５００２５号公報
【特許文献２】特開平１１−９４５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記のようなマップマッチングと称される方法を用いることによって測定誤差を解消する方法では、道路情報などのベクトルデータがない地域（例えば外国などにおいて未だ正確な地図情報が得られていない地域など）や新しくできた道路などでその道路情報が地図データにない場合には利用することができない。
【０００８】
また、加速度センサやジャイロスコープなどのセンサ出力を用いることによって測定誤差を解消する方法では、これらのセンサが故障などによって機能しなくなると大きな誤差を生じてしまう。また、これらのセンサ（ハードウェア）は比較的高価であるため、製品コストが高くなってしまう。また、携帯型のナビゲーション装置では車速信号などを用いることができない。
【０００９】
そこで、本発明はこれらの課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、正確な地図データがない場合であってもＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる新規なＧＰＳ信号による移動体位置決め方法および移動体位置決定装置ならびに移動体位置決定プログラムを提供するものである。
【００１０】
また、本発明の目的は、加速度センサやジャイロスコープなどの特殊なセンサ（ハードウェア）などを用いることなくソフトウェア上でＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる新規なＧＰＳ信号による移動体位置決め方法および移動体位置決定装置ならびに移動体位置決定プログラムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために第１の発明は、
人工衛星から発信されるＧＰＳ信号に基づいて移動体の現在位置を決定する移動体位置決定装置であって、前記ＧＰＳ信号を連続的に受信するＧＰＳ信号受信手段と、当該ＧＰＳ信号受信手段で受信したＧＰＳ信号に基づいて所定時間ごとに前記移動体の位置を算定する位置算定手段と、当該位置算定手段で算定された所定時間ごとの前記移動体の算定位置を記憶する算定位置記憶手段と、当該算定位置記憶手段で記憶された前記移動体の算定位置同士の広がり具合に基づいて前記移動体の停止または移動を判断する移動判断手段と、当該移動判断手段で前記移動体が移動したと判断したときに前記移動体の位置を決定する位置決定手段と、当該位置決定手段で決定された前記移動体の位置を表示する位置表示手段と、を備えたことを特徴とする移動体位置決定装置である。
【００１２】
このような構成によれば、正確な地図データがない場合であってもＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる。また、加速度センサやジャイロスコープなどのセンサ（ハードウェア）などを用いることなくソフトウェア上でＧＰＳ信号による移動体の位置を正確に決定することができる。
【００１３】
第２の発明は、
第１の発明において、前記移動判断手段は、前記算定位置記憶手段で記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径内であるときは前記移動体が停止していると判断し、前記算定位置記憶手段で記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径を外れたときに前記移動体が移動したと判断することを特徴とする移動体位置決定装置である。このような構成によれば、移動体の移動、停止を正確に判断することができる。
【００１４】
第３の発明は、
第２の発明において、前記移動判断手段は、前記算定位置記憶手段で前記移動体が移動したと判断したときは、その判断の基準となった移動体の算定位置を前記基準算定位置として前記移動体の移動または停止を順に判断することを特徴とする移動体位置決定装置である。このような構成によれば、移動体の移動、停止を連続して判断できると共にその移動軌跡を記録することができる。
【００１５】
第４の発明は、
第２または第３の発明において、前記移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径は、前記ＧＰＳ信号受信の際のＨＤＯＰ（Horizontal Dilution of Precision：水平成分の位置精度劣化度）の値に基づいて決定することを特徴とする移動体位置決定装置である。このようにすれば、刻々と変化するＨＤＯＰの値に応じた適切な所定半径を算出できるため、より正確な移動判断を行うことができる。
【００１６】
ここで、このＨＤＯＰ（Horizontal Dilution of Precision：水平成分の位置精度劣化度）とは、周知の通り衛星の幾何学的配置を指数化した位置精度劣化度（ＰＤＯＰ：Position Dilution of Precision）のうち、水平成分の位置精度劣化度を示したものである。この値が小さければ算定位置の精度が高く、大きければ算定位置の精度が低いことを示している。
【００１７】
つまり、上空に衛星が分散している状態のとき、ＰＤＯＰの値は小さくなる。逆に、衛星が１ヶ所に固まっていたり直線上になっていたりすると、ＰＤＯＰの値は大きくなることが知られている。そして、ＰＤＯＰの水平成分、垂直成分だけを指数化したものが、それぞれＨＤＯＰ（Horizontal Dilution of Precision）とＶＤＯＰ（Vertical Dilution of Precision：垂直成分の位置精度劣化度）である。衛星配置とＨＤＯＰ、ＶＤＯＰとは相反する関係となっており、中低仰角方向の異なった方位に複数の衛星が配置されているときにＶＤＯＰの値が小さくなり、天頂方向に衛星が複数あるときにＨＤＯＰの値が小さくなる。
【００１８】
これらＰＤＯＰ、ＨＤＯＰ、ＶＤＯＰの間には、ＰＤＯＰ２＝ＨＤＯＰ２＋ＶＤＯＰ２の関係があるため、ＨＤＯＰ、ＶＤＯＰの値が小さいときにＰＤＯＰの値も小さくなる。従って、天頂方向と中低仰角方向の異なった方位に複数の衛星が配置されているときにＰＤＯＰの値が小さくなると言える。一般的にはＰＤＯＰの値が３以下のときは位置の精度が良好であり、３〜７では許容範囲、７以上では精度が悪いと考えられる。
【００１９】
本発明においては、前述したようにＰＤＯＰのうち、水平成分の位置精度劣化度であるＨＤＯＰを採用する。これは、位置決定のための計算に要する負荷を軽減するためであるが、このＨＤＯＰと共にＶＤＯＰを採用しても良い。但し、ＶＤＯＰのみでは水平方向への正確な移動判断ができないため、ＨＤＯＰは常に用いる必要がある。
【００２０】
第５の発明は、
第２乃至４の発明において、前記移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径は、最尤法（Maximum likelihood estimation）により決定することを特徴とする移動体位置決定装置である。このように前記移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径を、最尤法（Maximum likelihood estimation）によって決定すれば、ＨＤＯＰの値に応じた最適な所定半径を算出できるため、より正確な移動判断を行うことができる。ここで、この最尤法（Maximum likelihood estimation）とは、統計学において与えられたデータからそれが従う確率分布の母数について推測するためによく用いられる方法であり、尤度の概念を利用するものである。なお、この最尤法（Maximum likelihood estimation）を用いた具体例については後に詳述する。
【００２１】
第６の発明は、
第１乃至５のいずれかの発明において、前記位置決定手段で決定された前記移動体の位置を記録し、記録された複数の位置に基づいて前記移動体が移動した軌跡を決定する移動軌跡決定手段をさらに備えたことを特徴とする移動体位置決定装置である。これによって移動体が移動してきた軌跡をわかりやすく把握できると共に、その移動体の移動方向や移動速度などを予測することができる。
【００２２】
第７の発明は、
第６の発明において、前記移動軌跡決定手段は、最小二乗近似により前記移動体が移動した軌跡を決定することを特徴とする移動体位置決定装置である。このように前記移動軌跡決定手段における移動体の移動軌跡を最小二乗近似により決定することにより、より実際の移動軌跡に近い移動軌跡を算出することができる。
【００２３】
第８の発明は、
第１乃至７のいずれかの発明において、進行方向を撮影する撮影手段を備え、前記移動判断手段は、前記撮影手段で撮影された画像情報に基づいて前記移動体の移動および方向を判断することを特徴とする移動体位置決定装置である。このように進行方向を撮影する撮影手段で撮影された画像情報を併用することにより、より正確な位置決定および移動判断を行うことができる。
【００２４】
第９の発明は、
人工衛星から発信されるＧＰＳ信号に基づいて移動体の現在位置を決定する移動体位置決定プログラムであって、コンピュータを、前記ＧＰＳ信号を連続的に受信するＧＰＳ信号受信手段と、当該ＧＰＳ信号受信手段で受信したＧＰＳ信号に基づいて所定時間ごとに前記移動体の位置を算定する位置算定手段と、当該位置算定手段で算定された所定時間ごとの前記移動体の算定位置を記憶する算定位置記憶手段と、当該算定位置記憶手段で記憶された前記移動体の算定位置同士の広がり具合に基づいて前記移動体の停止または移動を判断する移動判断手段と、当該移動判断手段で前記移動体が移動したと判断したときに前記移動体の位置を決定する位置決定手段と、当該位置決定手段で決定された前記移動体の位置を表示する位置表示手段と、して機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラムである。
【００２５】
このようなプログラムを用いれば、第１の発明と同様に、正確な地図データがない場合であってもＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる。また、加速度センサやジャイロスコープなどのセンサ（ハードウェア）などを用いることなくソフトウェア上でＧＰＳ信号による移動体の位置を正確に決定することが可能となる。さらに、専用のセンサ（ハードウェア）を用いることなくソフトウェア上で前記各手段を実現することができる。
【００２６】
第１０の発明は、
第９の発明において、前記コンピュータによって機能される移動判断手段を、前記算定位置記憶手段で記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径内であるときは前記移動体が停止していると判断し、前記算定位置記憶手段で記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径を外れたときに前記移動体が移動したと判断するようにさらに機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラムである。このようなプログラムによれば、第２の発明と同様に移動体の移動、停止を正確に判断することができる。
【００２７】
第１１の発明は、
第１０の発明において、前記コンピュータによって機能される移動判断手段を、前記算定位置記憶手段で前記移動体が移動したと判断したときは、その判断の基準となった移動体の算定位置を前記基準算定位置として前記移動体の移動または停止を順に判断するように機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラムである。このようなプログラムによれば、第３の発明と同様に移動体の移動、停止を連続して判断できると共にその移動軌跡を記録することができる。
【００２８】
第１２の発明は、
第９または１０の発明において、前記コンピュータによって機能される移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径は、前記ＧＰＳ信号受信の際のＨＤＯＰの値に基づいて決定するように機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラムである。このようなプログラムにすれば、第４の発明と同様に刻々と変化するＨＤＯＰの値に応じた適切な所定半径を算出できるため、より正確な移動判断を行うことができる。
【００２９】
第１３の発明は、
第９乃至１２の発明において、前記コンピュータによって機能される移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径は、最尤法（Maximum likelihood estimation）により決定することを特徴とする移動体位置決定プログラムである。このように前記移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径を、最尤法（Maximum likelihood estimation）によって決定すれば、第５の発明と同様にＨＤＯＰの値に応じた最適な所定半径を算出できるため、より正確な移動判断を行うことができる。
【００３０】
第１４の発明は、
第９乃至１３の発明において、前記コンピュータを、前記位置決定手段で決定された前記移動体の位置を記録し、記録された複数の位置に基づいて前記移動体が移動した軌跡を決定する移動軌跡決定手段としてさらに機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラムである。このようなプログラムによれば、第６の発明と同様に移動体が移動してきた軌跡を把握できると共に、その移動体の移動方向や速度などを予測することができる。
【００３１】
第１５の発明は、
第１４の発明において、前記コンピュータによって機能される移動軌跡決定手段は、最小二乗近似により前記移動体が移動した軌跡を決定することを特徴とする移動体位置決定プログラムである。このように前記移動軌跡決定手段における移動体の移動軌跡を最小二乗近似により決定すれば、第７の発明と同様により実際の移動軌跡に近い移動軌跡を算出することができる。
【００３２】
第１６の発明は、
第９乃至１５の発明において、前記コンピュータを、さらに進行方向を撮影する撮影手段として機能させると共に、前記移動判断手段は、前記撮影手段で撮影された画像情報に基づいて前記移動体の移動をおよび方向を判断することを特徴とする移動体位置決定プログラムである。このように進行方向を撮影する撮影手段で撮影された画像情報を併用すれば、第８の発明と同様により正確な位置決定および移動判断を行うことができる。
【００３３】
第１７の発明は、
人工衛星から発信されるＧＰＳ信号に基づいて移動体の現在位置を決定する移動体位置決め方法であって、前記ＧＰＳ信号を連続的に受信するＧＰＳ信号受信ステップと、当該ＧＰＳ信号受信ステップで受信したＧＰＳ信号に基づいて所定時間ごとに前記移動体の位置を算定する位置算定ステップと、当該位置算定ステップで算定された所定時間ごとの前記移動体の算定位置を記憶する算定位置記憶ステップと、当該算定位置記憶ステップで記憶された前記移動体の算定位置同士の広がり具合に基づいて前記移動体の停止または移動を判断する移動判断ステップと、当該移動判断ステップで前記移動体が移動したと判断したときに前記移動体の位置を決定する位置決定ステップと、当該位置決定ステップで決定された前記移動体の位置を表示する位置表示ステップと、を含むことを特徴とする移動体位置決め方法である。
【００３４】
このような方法を用いれば、第１の発明と同様に、正確な地図データがない場合であってもＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる。また、加速度センサやジャイロスコープなどのセンサ（ハードウェア）などを用いることなくソフトウェア上でＧＰＳ信号による移動体の位置を正確に決定することが可能となる。さらに、専用のセンサ（ハードウェア）を用いることなくソフトウェア上で前記各手段を実現することができる。
【００３５】
第１８の発明は、
第１７の発明において、前記移動判断ステップは、前記算定位置記憶ステップで記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径内であるときは前記移動体が停止していると判断し、前記算定位置記憶ステップで記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径を外れたときに前記移動体が移動したと判断することを特徴とする移動体位置決め方法である。このような方法によれば、第２の発明と同様に移動体の移動、停止を正確に判断することができる。
【００３６】
第１９の発明は、
第１８の発明において、前記移動判断ステップは、前記算定位置記憶ステップで前記移動体が移動したと判断したときは、その判断の基準となった移動体の算定位置を前記基準算定位置として前記移動体の移動または停止を順に判断することを特徴とする移動体位置決め方法である。このような方法によれば、第３の発明と同様に移動体の移動、停止を連続して判断できると共にその移動軌跡を記録することができる。
【００３７】
第２０の発明は、
第１８または１９の発明において、前記移動判断ステップにおける前記基準算定位置から所定半径は、前記ＧＰＳ信号受信の際のＨＤＯＰの値に基づいて決定することを特徴とする移動体位置決め方法である。このような方法にすれば、第４の発明と同様に刻々と変化するＨＤＯＰの値に応じた適切な所定半径を算出できるため、より正確な移動判断を行うことができる。
【００３８】
第２１の発明は、
第１８乃至２０の発明において、前記移動判断ステップにおける前記基準算定位置から所定半径は、最尤法（Maximum likelihood estimation）により決定することを特徴とする移動体位置決め方法である。このように前記移動判断ステップにおける前記基準算定位置から所定半径を、最尤法（Maximum likelihood estimation）によって決定すれば、第５の発明と同様にＨＤＯＰの値に応じた最適な所定半径を算出できるため、より正確な移動判断を行うことができる。
【００３９】
第２２の発明は、
第１７乃至２１の発明において、前記位置決定ステップで決定された前記移動体の位置を記録し、記録された複数の位置に基づいて前記移動体が移動した軌跡を決定する移動軌跡決定ステップをさらに含むことを特徴とする移動体位置決め方法である。このような方法によれば、第６の発明と同様に移動体が移動してきた軌跡を把握できると共に、その移動体の移動方向や速度などを予測することができる。
【００４０】
第２３の発明は、
第２２の発明において、前記移動軌跡決定ステップは、最小二乗近似により前記移動体が移動した軌跡を決定することを特徴とする移動体位置決め方法である。このように前記移動軌跡決定手段における移動体の移動軌跡を最小二乗近似により決定すれば、第７の発明と同様により実際の移動軌跡に近い移動軌跡を算出することができる。
【００４１】
第２４の発明は、
第１７乃至２３の発明において、進行方向を撮影する撮影ステップを備え、前記移動判断ステップは、前記撮影ステップで撮影された画像情報に基づいて前記移動体の移動をおよび方向を判断することを特徴とする移動体位置決め方法である。このように進行方向を撮影する撮影ステップで撮影された画像情報を併用すれば、第８の発明と同様により正確な位置決定および移動判断を行うことができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、以下に示すような種々の効果を発揮できる。
（１）正確な地図データがない場合であってもＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる。
（２）この結果、ベクトルデータなどの詳細な地図データを用いることなく航空写真などの安価な地図データでも信頼性の高いナビゲーションシステムを安価に構築できる。
（３）加速度センサやジャイロスコープなどのセンサ（ハードウェア）などを用いることなくソフトウェア上でＧＰＳ信号による移動体の位置を正確に決定することが可能となる。
（４）移動体の移動、停止を連続して判断できると共にその移動軌跡を記録することができる。
（５）移動体が移動してきた軌跡を把握できると共に、その移動体の移動方向や速度などを予測することができる。
（６）移動体から見た画像情報を移動判断に利用することにより、より正確な位置決定および移動判断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る移動体位置決定装置１００の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る移動体位置決定装置１００を構成するハードウェア構成図である。
【図３】本発明に係る移動体位置決定方法の流れを示すフローチャート図である。
【図４】図３のステップＳ４００（移動体判断処理）の詳細な流れを示すフローチャート図である。
【図５】ＨＤＯＰと算定された移動体の現在位置との関係を示す図である。
【図６】ＨＤＯＰと停止半径との関係を示す図である。
【図７】ＨＤＯＰと算定位置数および停止半径中心を示す正規分布図である。
【図８】最尤法によって決定された移動体の位置および当該決定位置に基づいて求められた移動体の移動軌跡を示す図である。
【図９】最尤法によって決定された移動体の位置の具体例を示す図である。
【図１０】図９の具体的な決定位置の軌跡を３次曲線で示した図である。
【図１１】図９の具体的な決定位置の軌跡を３次曲線で示した図である。
【図１２】本発明に係る移動体位置決定装置１００の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図１３】第２の実施形態に係る移動体位置決定装置１００を構成するハードウェア構成図である。
【図１４】第２の実施形態に係る図３のステップＳ４００（移動体判断処理）の詳細な流れを示すフローチャート図である。
【図１５】最尤法によって決定された移動体の位置の具体例を示す図である。
【図１６】図１５の具体的な決定位置の軌跡を３次曲線で示した図である。
【図１７】第３の実施形態に係る移動体位置決定装置１００を構成するハードウェア構成図である。
【図１８】大きな表示画面に表示された地図および案内経路の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
次に、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００４５】
（第１の実施形態）
図１乃至図１１は、本発明に係る移動体位置決定装置１００の第１の実施形態を示したものである。先ず図１に示すようにこの移動体位置決定装置１００は、ＧＰＳ受信部１０と、位置算定部２０と、位置記憶部３０と、入力操作部４０と、移動判断部５０と、位置決定部６０と、移動軌跡決定部７０と、位置表示部８０とから主に構成されており、自動車や船舶などの移動体に搭載、あるいは歩行者が直接携帯あるいは携帯電話などに内蔵されて用いられる。なお、本発明では、自動車や船舶などのように人間が搭乗して移動するものは勿論、人間が搭乗せず遠隔操作によって移動するリモコンカーや飛行機、さらには人間や動物などのように本発明装置１００を直接携帯して移動可能なすべてのものを移動体と称する。
【００４６】
本発明装置１００を構成するＧＰＳ受信部１０は、公知のＧＰＳアンテナなどから構成されており、移動体の天空上に位置する複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からそれぞれ発信される、その位置情報と時刻情報とを含むＧＰＳ信号を受信してその受信したＧＰＳ信号を位置算定部２０に入力する機能を有する。
【００４７】
位置算定部２０は、このＧＰＳ受信部１０で受信したＧＰＳ信号に基づいて、一定時間間隔ごと（例えば、１秒ごと）に地表面上における、その移動体の現在位置（経度、緯度）を計算し、計算し終えると一定のフォーマット（例えば、ＮＭＥＡ０１８３仕様）で位置記憶部３０に出力する機能を有する。なお、この位置算定部２０による移動体の現在位置の算定方法は、従来公知の方法そのものを用いたものであり、また、この位置算定部２０は、前記ＧＰＳ受信部１０と一体的になったものであっても良い。
【００４８】
ここで、この位置算定部２０で算定される一定時間間隔ごとの位置情報（移動体の現在位置）は、ＧＰＳ衛星からの信号伝播経路と空間媒体の物理定数の変化などにより移動体が停止していても毎回異なる。また、この位置情報はＧＰＳ衛星の天空上での分散状態でも異なる。そのため、この位置算定部２０は、受信したＧＰＳ信号の発信元であるＧＰＳ衛星の分散度から位置精度劣化度（ＰＤＯＰ：Position Dilution of Precision）のうち、主に水平成分の位置精度劣化度を示したＨＤＯＰ（Horizontal Dilution of Precision）も同時に算定する機能を有する。
【００４９】
位置記憶部３０は、この位置算定部２０によって所定時間ごとに算定される移動体の現在位置を所定数、所定時間記憶し、記憶した位置情報を移動判断部５０に出力する機能を有する。
【００５０】
入力操作部４０は、利用者による各種操作、例えば電源入断や表示の切り替え、表示画面の拡縮、表示設定などの各種操作を行う操作手段（操作ボタンなど）から構成されている。そして、この入力操作部４０は、例えばこの移動体位置決定装置１００自体の筐体上やこの移動体位置決定装置１００が搭載された携帯電話などの筐体（本体）上に一体的に設けられるか、あるいはケーブルや無線通信手段などを介して本体側に接続されている。
【００５１】
移動判断部５０は、前記位置記憶部３０で記憶した移動体の算定位置情報を用い、後述する最尤法によりその移動体の移動および停止を判断する機能を有する。
【００５２】
位置決定部６０は、前記移動判断部５０で移動体が移動したと判断したときに、同じく後述する最尤法により移動体の位置を決定する機能を有する。
【００５３】
移動軌跡決定部７０は、前記位置決定部６０で決定された移動体の位置を順に記録し、記録された複数の位置に基づいて移動体が移動した軌跡を決定する機能を有する。
【００５４】
位置表示部８０は、液晶ディスプレイなどの視認可能な表示画面を備えており、主に前記位置決定部６０で決定された移動体の位置、および前記移動軌跡決定部７０で決定した移動体の移動軌跡などを利用者が視認可能な画像情報などとして表示画面上に表示する機能を有する。なお、この位置表示部８０は、移動体の位置、移動軌跡などと同時に地表を撮影した航空写真なども表示可能となっている。また、この位置表示部８０にはスピーカーなどの発音機能も備わっており、移動体の移動、停止や移動方向などを音声により報知可能となっている。
【００５５】
そして、これらの機能を有する移動体位置決定装置１００は、具体的には図２に示すように電子計算機（コンピュータ：情報処理システム）から構成されており、ＣＰＵ（演算装置）１０１、ＣＬＣ（クロック）１０２、ＲＯＭ（読出専用メモリ）１０３、ＲＡＭ（主記憶装置）１０５、バス１０７、Ｉ／Ｆ（入出力インタフェース）１０９、入力装置１１１、表示装置１１３、外部記憶装置１１５、ＧＰＳ受信機１１７などからなるハードウェアと、ＲＯＭ１０３に予め記録された専用の制御プログラム（ソフトウェア）とが協働することによって図１に示した各部１０乃至８０の機能を実現する。
【００５６】
具体的には、ＧＰＳ受信機１１７が図１に示すＧＰＳ受信部１０に対応し、入力装置１１１が入力操作部４０に対応し、表示装置１１３が位置表示部８０に対応する。そして、ＣＰＵ１０１、ＣＬＣ１０２、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０５、バス１０７、Ｉ／Ｆ１０９、外部記憶装置１１５およびＲＯＭ１０３に予め記録された専用の制御プログラム（ソフトウェア）によって図１に示す位置算定部２０、位置記憶部３０、移動判断部５０、位置決定部６０、移動軌跡決定部７０が実現される。なお、前記各部１０乃至８０は１つの筐体に一体的に組み込まれたものであっても良いし、入力操作部４０や位置表示部８０などが本体と別体になったものであっても良い。
【００５７】
次に、このような構成をした本発明の移動体位置決定装置１００による移動体位置決定方法を、主に図３のフローチャートを参照しながら説明する。図示するように、先ずこの移動体位置決定装置１００は、電源投入後の所定のシステムチェックが終了したならば、最初のステップＳ１００に移行してＧＰＳ信号の受信処理を実行して次のステップＳ２００に移行する。
【００５８】
ステップＳ２００では、最初のステップＳ１００で受信したＧＰＳ信号に基づいて移動体の現在位置を一定時間間隔ごとに計算により求め、次のステップＳ３００に移行する。ステップＳ３００では、ステップＳ２００で算定した移動体の現在位置情報を所定時間、所定数記憶して次のステップＳ４００に移行する。ステップＳ４００では、ステップＳ３００で記憶した複数の現在位置情報に基づいて移動体の移動を判断する。
【００５９】
図４は、このステップＳ４００における判断処理の流れを示したフローである。図示するように、最初のステップ４０２では受信したＧＰＳ信号からその時間帯における水平成分の位置精度劣化度であるＨＤＯＰを算定する。所定時間間隔ごとに算定される移動体の現在位置に関する位置情報は、ＧＰＳ衛星の天空上での分散状態でも異なることから、以下の数式１で示される分散をもっているからである。
【数１】
ここで、ｘｉ（ｘ＝ｘ１、ｘ２、ｘ３…、ｘｎ）はＮ（μ、σｉ２）、μはサンプル値、σは標準偏差値である。
上式１の対数をとると、以下の数式２となる。
【数２】
この数式２から、μ（サンプル値）、σ（標準偏差値）は以下の数式３のようになる
【数３】
従って、ＧＰＳ衛星の分散状態をＨＤＯＰで表すと、σｉがＨＤＯＰと比例関係にあるからσｉは、以下の数式４のようになる。
【数４】
【００６０】
図５は、移動体が停止している状態で一定時間間隔ごとに算定された複数の現在位置（緯度、経度）の集合と、ＨＤＯＰとの関係を示したものである。同図（Ａ）に示すように、ＨＤＯＰが小さい（「１．０」，「１．１」，「１．３」）ときは移動体の算定位置の集合の広がり具合（バラツキ）が小さいが、同図（２）から（４）に示すように、ＨＤＯＰが大きくなるに従って徐々に移動体の現在算定位置の集合のバラツキが大きくなっていることを示している。
【００６１】
図４のフローに戻り、ステップＳ４０２においてＨＤＯＰの算定処理が行われたならば、次のステップＳ４０４に移行して最尤法（Maximum likelihood estimation）による集合の停止半径の決定を行って次のステップＳ４０４に移行する。すなわち、前記のように移動体が停止している状態であってもＨＤＯＰの値によって算定位置の集合のバラツキが大きく異なることから、ＨＤＯＰの値に基づいて算定位置の集合の中心とその中心からの標準偏差値から停止半径を決定する。この結果、図６（Ａ）に示すようにＨＤＯＰが小さいときには停止半径は小さくなり、図６（Ｂ）に示すようにＨＤＯＰが大きいときには停止半径は大きくなる。なお、この算定位置の頻度は、一般にＨＤＯＰの値にかかわらず、中央部分が高く周辺部になるに従って減少するといったガウシャン分布（正規分布）となっている。
【００６２】
移動体が停止している状態で一定時間間隔で算定された移動体の現在位置（緯度、経度）の集合の中心の値は、図７に示すようにΣｉλｉ・ｘｉであるから、数値計算するとＨＤＯＰの値の大小によって集合の中心からのずれが計算される。ＨＤＯＰの値を考慮して集合の中心を求めると共にその中心からの標準偏差値から停止半径を決定する。図７は、所定時間内に算定された移動体の算定位置とその数との関係を示した正規分布図であり、標準偏差σ１よりも小さい標準偏差σ２のほうが停止半径を小さくできることがわかる。
【００６３】
ステップＳ４０６では、停止半径が決定された後に記憶された新たな算定位置を取得して次のステップＳ４１０に移行する。
【００６４】
ステップＳ４１０では、新たに取得した算定位置が停止半径を超えたか否かを判断し、越えていないと判断したとき（Ｎｏ）は、ステップＳ４０８に移行して移動体は移動していない、つまり停止した状態であると判断してステップＳ４０６に戻って次の新たな算定位置の取得を繰り返す。これに対し、取得した算定位置が停止半径を超えていると判断したとき（Ｙｅｓ）は、次のステップＳ４１２に移行して移動体は移動したと判断する。
【００６５】
図３のフローに戻り、このようにステップＳ４００において移動体の移動を判断したならば、次のステップＳ５００に移行してその停止半径の中心（Σｉλｉ・ｘｉ）を移動前の移動体の正式な位置として決定した後、次のステップＳ６００に移行して決定したその位置を表示装置の画面上に表示する。なお、この移動体の位置表示方法としては画面上に表示された航空写真上に移動体の現在位置を示す点やマークなどを重ねて記すことで表示する方法の他、縦軸に経度または緯度、横軸に緯度または経度が記された画面上に同じく移動体の現在位置を示す点やマークなどを記す方法でも良い。
【００６６】
このようにして順次決定される停止半径の中心を移動体の代表的な決定位置として順に表示した後、次のステップＳ７００に移行し、これらの代表的な決定位置に近似となるように最小二乗近似した移動体の移動軌跡を求める。ここで、移動体の移動軌跡である地表面は回転随円体であるが、水平投影位置と考え、移動体の近傍においては２次平面と考える。この２次平面をｘ１、ｙ１としてｘｙの多項式で以下の式（１）、（２）の如く近似する。
ｘ＝ｆ（ｙ）＝ａ０＋ａ１ｙ＋ａ２ｙ２＋ａ３ｙ３…（１）
ｙ＝ｇ（ｙ）＝ｂ０＋ｂ１ｘ＋ｂ２ｘ２＋ｂ３ｘ３…（２）
そして、移動体の決定位置Ｐをｘｙ平面で示すと例えば図８のようになる。
【００６７】
これらの移動体の決定位置Ｐが任意のｎ個時間と共に変化すると、ｎ＋１の点はどこになるのか２つの３次多項式を用いてその方向を求めるべく、その座標をｘｃ、ｙｃとすると、方向θは、
θ＝θｘ＝π／２−θｙとなる。
ここで、θｘ＝Ｔａｎ−１（ｘ′）
θｙ＝Ｔａｎ−１（ｙ′）
かつ、ｘ´＝ｆ′（ｘｃ）＝ａ１＋２ａ２ｘｃ＋３ａ３ｘｃ２
ｘ´＝ｇ′（ｙｃ）＝ｂ１＋２ｂ２ｙｃ＋３ｂ３ｙｃ２
【数５】
そして、任意ｎ個を７として計算すると以下のようになる。
【００６８】
図９乃至図１１は、ｎ＝７として７個の時間順に得られた位置情報からその軌跡はどのようなものとなるか、また次はどのように進むのかを予測（移動予測方向）した例である。ｘ、ｙの７つの値（Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）をそれぞれ図９に示すような場合に３次曲線で軌跡を示すと、図１０および図１１に示すようにカーブを描く軌跡となる。なお、図１０および図１１は、経度Ｙおよび緯度Ｘに対応する横軸および縦軸を入れ替えて表示したものである。
【００６９】
このように本発明の移動体位置決定装置１００によれば、移動体の移動の判断および位置決めを適切に行うことができるため、正確な地図データがない場合であってもＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる。この結果、ベクトルデータなどの高価な地図データを用いることなく航空写真などの安価な地図データでも信頼性の高いナビゲーションシステムを容易に構築できる。
【００７０】
また、加速度センサやジャイロスコープなどの専用のセンサ（ハードウェア）を用いることなくソフトウェア上でＧＰＳ信号による移動体の位置を正確に決定することが可能となるため、コストの大幅な削減や故障による信頼性の低下を防止できる。
【００７１】
また、移動体の移動、停止を連続して判断できると共にその移動軌跡を記録することができるため、移動体が移動してきた軌跡を把握できると共に、その移動体の移動方向や速度などを予測することが可能となる。
【００７２】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る移動体位置決定装置１００の第２の実施の形態について説明する。本実施形態に係る移動体位置決定装置１００は、図１２に示すように前記第１の実施形態と同様、ＧＰＳ受信部１０と、位置算定部２０と、位置記憶部３０と、入力操作部４０と、移動判断部５０と、位置決定部６０と、移動軌跡決定部７０と、位置表示部８０といった基本構成に、画像取得部９０を加えた構成となっている。なお、本実施の形態でも、自動車や船舶などのように人間が搭乗して移動するものは勿論、人間が搭乗せず遠隔操作によって移動するリモコンカーや飛行機、さらには人間や動物などのように本発明装置１００を直接携帯して移動可能なすべてのものを移動体と称する。
【００７３】
ここで、ＧＰＳ受信部１０、位置算定部２０、位置記憶部３０、入力操作部４０、移動判断部５０、位置決定部６０、移動軌跡決定部７０、位置表示部８０については前記実施の形態と同様の構成および機能を有するため、その説明は割愛する。そして、本実施形態で新たに備わった画像取得部９０は、電源投入後は常時移動体の進行方向前方の画像を取得して所定時間記憶し、移動判断部５０からの要求に応じて取得した移動体前方の画像を移動判断部５０に出力する機能を提供する。
【００７４】
そして、これらの機能を有する移動体位置決定装置１００も、図１３に示すような電子計算機（コンピュータ：情報処理システム）から構成されており、ＣＰＵ（演算装置）１０１、ＣＬＣ（クロック）１０２、ＲＯＭ（読出専用メモリ）１０３、ＲＡＭ（主記憶装置）１０５、バス１０７、Ｉ／Ｆ（入出力インタフェース）１０９、入力装置１１１、表示装置１１３、外部記憶装置１１５、ＧＰＳ受信機１１７などにＣＣＤカメラ１１９を加えたハードウェアと、ＲＯＭ１０３に予め記録された専用の制御プログラム（画像処理プログラムを含むソフトウェア）とが協働することによって図１２に示したような各部１０乃至９０の機能を実現する。具体的には、ＣＣＤカメラ１１９が図１２に示す画像取得部９０に対応する。
【００７５】
そして、このような構成をした本実施の形態に係る移動体位置決定方法にあっては、その主な処理の流れは前記第１の実施形態で説明した図３のフローチャートと同様であるが、図３のフローチャートにおけるステップＳ４００の移動体の移動判断処理ステップが前記第１の実施形態と異なる。
【００７６】
すなわち、図１４に示すように先ずこの移動体位置決定装置１００は、最初のステップ４０２では受信したＧＰＳ信号からその時間帯における水平成分の位置精度劣化度であるＨＤＯＰを算定したならば、次のステップＳ４０４に移行してＨＤＯＰに基づく最尤法による停止半径を決定して次のステップＳ４０７に移行する。
【００７７】
ステップＳ４０７では、新たな算定位置とその算定時の移動体進行方向前方の画像情報を同時に取得して次のステップＳ４１０に移行する。
【００７８】
ステップＳ４１０では、新たに取得した算定位置が停止半径を超えたか否かを判断し、越えていないと判断したとき（Ｎｏ）は、ステップＳ４０８に移行して移動体は移動していない、つまり停止した状態であると判断してステップＳ４０６に戻って次の新たな算定位置の取得を繰り返す。これに対し、取得した算定位置が停止半径を超えていると判断したとき（Ｙｅｓ）は、次のステップＳ４１１に移行する。
【００７９】
ステップＳ４１１では、その算定位置と共に取得した画像情報と、その直前に取得した算定位置と共に取得した画像情報との差分を検証して画像情報から移動体の移動方向を決定して次のステップＳ４１３に移行する。
【００８０】
ステップＳ４１３では、ステップＳ４１０で停止半径を超えたと判断された算定位置の方向と、前ステップＳ４１１で画像情報から得られた移動体の移動方向とを比較し、両者の方向が一致するか否かを判断する。
【００８１】
この結果、両者の方向が一致しないと判断したとき（Ｎｏ）は、ステップＳ４０８に戻ることになるが、両者の方向が一致すると判断したとき（Ｙｅｓ）は、ステップＳ４１５に移行して移動体が一致した方向へ移動したと判断して処理を終了する。なお、前記ステップ４１１においてその算定位置と共に取得した画像情報とその直前に取得した算定位置と共に取得した画像情報との差分がない場合は、両者の方向が一致しないと判断してステップＳ４０８に戻る。
【００８２】
このように移動体の算定位置が停止半径を超えると共に、その移動方向が画像情報から得られる移動方向と一致した場合、算定位置の値をφ（ｔ）として示せば、次式により表すことができる。ここで、ｔはｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４…と増加していくものとする。
φ（ｔ）＝ｘ１ｔ＋ｘ２
最小二乗法で３次関数に近似すると、
φ（ｔ）＝ｘ０＋ｔｘ１＋ｔ２ｘ２＋ｔ３ｘ３
で表されるから、ｍｉｎ ｆ（ｘ）は、
【数６】
となる。ここでＪは、以下の通りである。
【数７】
【００８３】
そして、前記の式を図１５に示す値で計算すると、図１６に示すような軌跡が得られ、移動体はこの３次式に示す移動軌跡を示すことになる。従って、カメラ画像からスタート地点とする軌跡を示す３次近似関数で表すことができる。この曲線を表示装置１１３に表示して移動体の現在の軌跡とする。ここで、最小二乗法でｎ次多項式に近似すること、得られた多項式関数にはｘ、ｙ平面において、ｘａ≦ｘ≦ｘｂ、ｙｃ≦ｙ≦ｙｄの変位領域に使うことができない。それはスタート時、停止時のｘ、ｙの値であるからである。
【００８４】
このように本実施の形態では、移動体前方をカメラで撮影してその画像を取得し、その画像から得られる情報（右移動、左移動、前進移動、後退移動）も考慮して移動体の移動を判断するようにしたため、移動体の移動・停止をより正確に判断できると共に、その移動方向も正確に判断することができる。
【００８５】
また、本実施の形態で用いる画像取得部９０によって稼働中は移動体の前方（進行方向）を連続的に撮影し、撮影した画像をＨＤＤなどからなる大記憶容量の記憶装置１１５に保存するようにすれば、この画像取得部９０をそのまま運転記録装置（ドライブレコーダー）などとして利用することも可能となる。
【００８６】
（第３の実施形態）
次に、本発明に係る移動体位置決定装置１００の第３の実施の形態について説明する。
本実施形態は、前述した移動体位置決定装置１００にさらに通信機能を備えてこれを移動局２００とし、この移動局２００を図示しない基地局から通信回線（ネットワーク）を介して地図データおよび経路案内データなどを配信するようにしたものである。
【００８７】
図１７は、この移動局２００のハードウェア構成図であり、ＣＰＵ（演算装置）１０１、ＣＬＣ（クロック）１０２、ＲＯＭ（読出専用メモリ）１０３、ＲＡＭ（主記憶装置）１０５、バス１０７、Ｉ／Ｆ（入出力インタフェース）１０９、入力装置１１１、表示装置１１３、外部記憶装置１１５、ＧＰＳ受信機１１７、ＣＣＤカメラ１１９などにさらに通信装置１２１および音声装置１２３を加えたハードウェアと、ＲＯＭ１０３に予め記録された専用の制御プログラム（ソフトウェア）とが協働することによって経路案内機能（ナビゲーション機能）を備えた高精度な移動局としての機能を実現する。
【００８８】
そして、このような構成をした本実施の形態に係る移動局２００は、基地局と通信可能になった状態で利用者が入力装置１１１などから目的地を入力すると、現在地から目的地を含む地図データが基地局から配信されると共に、その地図画面上に現在位置から目的地までの経由地を含む経路が配信される。
【００８９】
すると、この移動局２００は、前記実施の形態で説明したように受信したＧＰＳ信号に基づき現在位置を決定すると共にその移動を判断する。移動していると判断したならば、表示装置１１３の表示画面上に現在位置と移動方向および最初の経由地の方向を表示する。そして、この移動局２００は、常時次の経由地までの角度と距離を表示すると共に音声装置１２３による音声によっても案内する。これによって、例えば利用者は車の運転中に表示画面を見ることなく所定の経由地を経由しつつ目的地まで最短かつ安全に到達することができる。
【００９０】
また、この移動局２００の表示装置１１３が大きな表示画面と優れた表示能力を有している場合には、例えば図１８に示すように現在地から目的地までを含む広範囲の地図（画面上方が北）を表示し、画面右上の小窓に現在位置の拡大図を表示し、画面左下の小窓に次の経由地の拡大図を表示するようにすれば、よりスムーズに目的地まで移動することが可能となる。なお、基地局から配信するデータには、地図データや経路案内データの他に道路情報や渋滞情報などを含んでいても良い。
【符号の説明】
【００９１】
１０…ＧＰＳ受信部
２０…位置算定部
３０…位置記憶部
４０…入力操作部
５０…移動判断部
６０…位置決定部
７０…移動軌跡決定部
８０…位置表示部
９０…画像取得部
１００…移動体位置決定装置
１０１…演算装置（ＣＰＵ）
１０２…クロック（ＣＬＣ）
１０３…読出専用メモリ（ＲＯＭ）
１０５…主記憶装置（ＲＡＭ）
１０７…バス
１０９…入出力インターフェース
１１１…入力装置
１１３…表示装置
１１５…外部記憶装置
１１７…ＧＰＳ受信機
１１９…ＣＣＤカメラ
１２１…通信装置
１２３…音声装置
２００…移動局
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星から発信されるＧＰＳ信号に基づいて移動体の現在位置を決定する移動体位置決定装置であって、
前記ＧＰＳ信号を連続的に受信するＧＰＳ信号受信手段と、
当該ＧＰＳ信号受信手段で受信したＧＰＳ信号に基づいて所定時間ごとに前記移動体の位置を算定する位置算定手段と、
当該位置算定手段で算定された所定時間ごとの前記移動体の算定位置を記憶する算定位置記憶手段と、
当該算定位置記憶手段で記憶された前記移動体の算定位置同士の広がり具合に基づいて前記移動体の停止または移動を判断する移動判断手段と、
当該移動判断手段で前記移動体が移動したと判断したときに前記移動体の位置を決定する位置決定手段と、
当該位置決定手段で決定された前記移動体の位置を表示する位置表示手段と、を備えたことを特徴とする移動体位置決定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の移動体位置決定装置において、
前記移動判断手段は、
前記算定位置記憶手段で記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径内であるときは前記移動体が停止していると判断し、
前記算定位置記憶手段で記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径を外れたときに前記移動体が移動したと判断することを特徴とする移動体位置決定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の移動体位置決定装置において、
前記移動判断手段は、
前記算定位置記憶手段で前記移動体が移動したと判断したときは、その判断の基準となった移動体の算定位置を前記基準算定位置として前記移動体の移動または停止を順に判断することを特徴とする移動体位置決定装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の移動体位置決定装置において、
前記移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径は、前記ＧＰＳ信号受信の際のＨＤＯＰの値に基づいて決定することを特徴とする移動体位置決定装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかに記載の移動体位置決定装置において、
前記移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径は、最尤法（Maximum likelihood estimation）により決定することを特徴とする移動体位置決定装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の移動体位置決定装置において、
前記位置決定手段で決定された前記移動体の位置を記録し、記録された複数の位置に基づいて前記移動体が移動した軌跡を決定する移動軌跡決定手段をさらに備えたことを特徴とする移動体位置決定装置。
【請求項７】
請求項６に記載の移動体位置決定装置において、
前記移動軌跡決定手段は、最小二乗近似により前記移動体が移動した移動軌跡を決定することを特徴とする移動体位置決定装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の移動体位置決定装置において、
進行方向を撮影する撮影手段を備え、
前記移動判断手段は、前記撮影手段で撮影された画像情報に基づいて前記移動体の移動をおよび方向を判断することを特徴とする移動体位置決定装置。
【請求項９】
人工衛星から発信されるＧＰＳ信号に基づいて移動体の現在位置を決定する移動体位置決定プログラムであって、
コンピュータを、
前記ＧＰＳ信号を連続的に受信するＧＰＳ信号受信手段と、
当該ＧＰＳ信号受信手段で受信したＧＰＳ信号に基づいて所定時間ごとに前記移動体の位置を算定する位置算定手段と、
当該位置算定手段で算定された所定時間ごとの前記移動体の算定位置を記憶する算定位置記憶手段と、
当該算定位置記憶手段で記憶された前記移動体の算定位置同士の広がり具合に基づいて前記移動体の停止または移動を判断する移動判断手段と、
当該移動判断手段で前記移動体が移動したと判断したときに前記移動体の位置を決定する位置決定手段と、
当該位置決定手段で決定された前記移動体の位置を表示する位置表示手段と、して機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載の移動体位置決定プログラムにおいて、
前記コンピュータによって機能される移動判断手段を、
前記算定位置記憶手段で記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径内であるときは前記移動体が停止していると判断し、
前記算定位置記憶手段で記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径を外れたときに前記移動体が移動したと判断するようにさらに機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の移動体位置決定プログラムにおいて、
前記コンピュータによって機能される移動判断手段を、
前記算定位置記憶手段で前記移動体が移動したと判断したときは、その判断の基準となった移動体の算定位置を前記基準算定位置として前記移動体の移動または停止を順に判断するように機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラム。
【請求項１２】
請求項９または１０に記載の移動体位置決定プログラムにおいて、
前記コンピュータによって機能される移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径は、前記ＧＰＳ信号受信の際のＨＤＯＰの値に基づいて決定するように機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラム。
【請求項１３】
請求項９乃至１２のいずれかに記載の移動体位置決定プログラムにおいて、
前記コンピュータによって機能される移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径は、最尤法（Maximum likelihood estimation）により決定することを特徴とする移動体位置決定プログラム。
【請求項１４】
請求項９乃至１３のいずれかに記載の移動体位置決定プログラムにおいて、
前記コンピュータを、
前記位置決定手段で決定された前記移動体の位置を記録し、記録された複数の位置に基づいて前記移動体が移動した軌跡を決定する移動軌跡決定手段としてさらに機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の移動体位置決定プログラムにおいて、
前記コンピュータによって機能される移動軌跡決定手段は、最小二乗近似により前記移動体が移動した軌跡を決定することを特徴とする移動体位置決定プログラム。
【請求項１６】
請求項９乃至１５のいずれかに記載の移動体位置決定プログラムにおいて、
前記コンピュータを、
さらに進行方向を撮影する撮影手段として機能させると共に、
前記移動判断手段は、前記撮影手段で撮影された画像情報に基づいて前記移動体の移動をおよび方向を判断することを特徴とする移動体位置決定プログラム。
【請求項１７】
人工衛星から発信されるＧＰＳ信号に基づいて移動体の現在位置を決定する移動体位置決め方法であって、
前記ＧＰＳ信号を連続的に受信するＧＰＳ信号受信ステップと、
当該ＧＰＳ信号受信ステップで受信したＧＰＳ信号に基づいて所定時間ごとに前記移動体の位置を算定する位置算定ステップと、
当該位置算定ステップで算定された所定時間ごとの前記移動体の算定位置を記憶する算定位置記憶ステップと、
当該算定位置記憶ステップで記憶された前記移動体の算定位置同士の広がり具合に基づいて前記移動体の停止または移動を判断する移動判断ステップと、
当該移動判断ステップで前記移動体が移動したと判断したときに前記移動体の位置を決定する位置決定ステップと、
当該位置決定ステップで決定された前記移動体の位置を表示する位置表示ステップと、を含むことを特徴とする移動体位置決め方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の移動体位置決め方法において、
前記移動判断ステップは、
前記算定位置記憶ステップで記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径内であるときは前記移動体が停止していると判断し、
前記算定位置記憶ステップで記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径を外れたときに前記移動体が移動したと判断することを特徴とする移動体位置決め方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の移動体位置決め方法において、
前記移動判断ステップは、
前記算定位置記憶ステップで前記移動体が移動したと判断したときは、その判断の基準となった移動体の算定位置を前記基準算定位置として前記移動体の移動または停止を順に判断することを特徴とする移動体位置決め方法。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載の移動体位置決め方法において、
前記移動判断ステップにおける前記基準算定位置から所定半径は、前記ＧＰＳ信号受信の際のＨＤＯＰの値に基づいて決定することを特徴とする移動体位置決め方法。
【請求項２１】
請求項１８乃至２０のいずれかに記載の移動体位置決め方法において、
前記移動判断ステップにおける前記基準算定位置から所定半径は、最尤法（Maximum likelihood estimation）により決定することを特徴とする移動体位置決め方法。
【請求項２２】
請求項１７乃至２１のいずれかに記載の移動体位置決め方法において、
前記位置決定ステップで決定された前記移動体の位置を記録し、記録された複数の位置に基づいて前記移動体が移動した軌跡を決定する移動軌跡決定ステップをさらに含むことを特徴とする移動体位置決め方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の移動体位置決め方法において、
前記移動軌跡決定ステップは、最小二乗近似により前記移動体が移動した軌跡を決定することを特徴とする移動体位置決め方法。
【請求項２４】
請求項１７乃至２３のいずれかに記載の移動体位置決め方法において、
進行方向を撮影する撮影ステップを備え、
前記移動判断ステップは、前記撮影ステップで撮影された画像情報に基づいて前記移動体の移動をおよび方向を判断することを特徴とする移動体位置決め方法。
【請求項１】
人工衛星から発信されるＧＰＳ信号に基づいて移動体の現在位置を決定する移動体位置決定装置であって、
前記ＧＰＳ信号を連続的に受信するＧＰＳ信号受信手段と、
当該ＧＰＳ信号受信手段で受信したＧＰＳ信号に基づいて所定時間ごとに前記移動体の位置を算定する位置算定手段と、
当該位置算定手段で算定された所定時間ごとの前記移動体の算定位置を記憶する算定位置記憶手段と、
当該算定位置記憶手段で記憶された前記移動体の算定位置同士の広がり具合に基づいて前記移動体の停止または移動を判断する移動判断手段と、
当該移動判断手段で前記移動体が移動したと判断したときに前記移動体の位置を決定する位置決定手段と、
当該位置決定手段で決定された前記移動体の位置を表示する位置表示手段と、を備えたことを特徴とする移動体位置決定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の移動体位置決定装置において、
前記移動判断手段は、
前記算定位置記憶手段で記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径内であるときは前記移動体が停止していると判断し、
前記算定位置記憶手段で記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径を外れたときに前記移動体が移動したと判断することを特徴とする移動体位置決定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の移動体位置決定装置において、
前記移動判断手段は、
前記算定位置記憶手段で前記移動体が移動したと判断したときは、その判断の基準となった移動体の算定位置を前記基準算定位置として前記移動体の移動または停止を順に判断することを特徴とする移動体位置決定装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の移動体位置決定装置において、
前記移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径は、前記ＧＰＳ信号受信の際のＨＤＯＰの値に基づいて決定することを特徴とする移動体位置決定装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかに記載の移動体位置決定装置において、
前記移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径は、最尤法（Maximum likelihood estimation）により決定することを特徴とする移動体位置決定装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の移動体位置決定装置において、
前記位置決定手段で決定された前記移動体の位置を記録し、記録された複数の位置に基づいて前記移動体が移動した軌跡を決定する移動軌跡決定手段をさらに備えたことを特徴とする移動体位置決定装置。
【請求項７】
請求項６に記載の移動体位置決定装置において、
前記移動軌跡決定手段は、最小二乗近似により前記移動体が移動した移動軌跡を決定することを特徴とする移動体位置決定装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の移動体位置決定装置において、
進行方向を撮影する撮影手段を備え、
前記移動判断手段は、前記撮影手段で撮影された画像情報に基づいて前記移動体の移動をおよび方向を判断することを特徴とする移動体位置決定装置。
【請求項９】
人工衛星から発信されるＧＰＳ信号に基づいて移動体の現在位置を決定する移動体位置決定プログラムであって、
コンピュータを、
前記ＧＰＳ信号を連続的に受信するＧＰＳ信号受信手段と、
当該ＧＰＳ信号受信手段で受信したＧＰＳ信号に基づいて所定時間ごとに前記移動体の位置を算定する位置算定手段と、
当該位置算定手段で算定された所定時間ごとの前記移動体の算定位置を記憶する算定位置記憶手段と、
当該算定位置記憶手段で記憶された前記移動体の算定位置同士の広がり具合に基づいて前記移動体の停止または移動を判断する移動判断手段と、
当該移動判断手段で前記移動体が移動したと判断したときに前記移動体の位置を決定する位置決定手段と、
当該位置決定手段で決定された前記移動体の位置を表示する位置表示手段と、して機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載の移動体位置決定プログラムにおいて、
前記コンピュータによって機能される移動判断手段を、
前記算定位置記憶手段で記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径内であるときは前記移動体が停止していると判断し、
前記算定位置記憶手段で記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径を外れたときに前記移動体が移動したと判断するようにさらに機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の移動体位置決定プログラムにおいて、
前記コンピュータによって機能される移動判断手段を、
前記算定位置記憶手段で前記移動体が移動したと判断したときは、その判断の基準となった移動体の算定位置を前記基準算定位置として前記移動体の移動または停止を順に判断するように機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラム。
【請求項１２】
請求項９または１０に記載の移動体位置決定プログラムにおいて、
前記コンピュータによって機能される移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径は、前記ＧＰＳ信号受信の際のＨＤＯＰの値に基づいて決定するように機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラム。
【請求項１３】
請求項９乃至１２のいずれかに記載の移動体位置決定プログラムにおいて、
前記コンピュータによって機能される移動判断手段における前記基準算定位置から所定半径は、最尤法（Maximum likelihood estimation）により決定することを特徴とする移動体位置決定プログラム。
【請求項１４】
請求項９乃至１３のいずれかに記載の移動体位置決定プログラムにおいて、
前記コンピュータを、
前記位置決定手段で決定された前記移動体の位置を記録し、記録された複数の位置に基づいて前記移動体が移動した軌跡を決定する移動軌跡決定手段としてさらに機能させることを特徴とする移動体位置決定プログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の移動体位置決定プログラムにおいて、
前記コンピュータによって機能される移動軌跡決定手段は、最小二乗近似により前記移動体が移動した軌跡を決定することを特徴とする移動体位置決定プログラム。
【請求項１６】
請求項９乃至１５のいずれかに記載の移動体位置決定プログラムにおいて、
前記コンピュータを、
さらに進行方向を撮影する撮影手段として機能させると共に、
前記移動判断手段は、前記撮影手段で撮影された画像情報に基づいて前記移動体の移動をおよび方向を判断することを特徴とする移動体位置決定プログラム。
【請求項１７】
人工衛星から発信されるＧＰＳ信号に基づいて移動体の現在位置を決定する移動体位置決め方法であって、
前記ＧＰＳ信号を連続的に受信するＧＰＳ信号受信ステップと、
当該ＧＰＳ信号受信ステップで受信したＧＰＳ信号に基づいて所定時間ごとに前記移動体の位置を算定する位置算定ステップと、
当該位置算定ステップで算定された所定時間ごとの前記移動体の算定位置を記憶する算定位置記憶ステップと、
当該算定位置記憶ステップで記憶された前記移動体の算定位置同士の広がり具合に基づいて前記移動体の停止または移動を判断する移動判断ステップと、
当該移動判断ステップで前記移動体が移動したと判断したときに前記移動体の位置を決定する位置決定ステップと、
当該位置決定ステップで決定された前記移動体の位置を表示する位置表示ステップと、を含むことを特徴とする移動体位置決め方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の移動体位置決め方法において、
前記移動判断ステップは、
前記算定位置記憶ステップで記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径内であるときは前記移動体が停止していると判断し、
前記算定位置記憶ステップで記憶された所定の算定位置を基準算定位置とし、当該基準算定位置を記憶した後に記憶される他の算定位置が前記基準算定位置から所定半径を外れたときに前記移動体が移動したと判断することを特徴とする移動体位置決め方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の移動体位置決め方法において、
前記移動判断ステップは、
前記算定位置記憶ステップで前記移動体が移動したと判断したときは、その判断の基準となった移動体の算定位置を前記基準算定位置として前記移動体の移動または停止を順に判断することを特徴とする移動体位置決め方法。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載の移動体位置決め方法において、
前記移動判断ステップにおける前記基準算定位置から所定半径は、前記ＧＰＳ信号受信の際のＨＤＯＰの値に基づいて決定することを特徴とする移動体位置決め方法。
【請求項２１】
請求項１８乃至２０のいずれかに記載の移動体位置決め方法において、
前記移動判断ステップにおける前記基準算定位置から所定半径は、最尤法（Maximum likelihood estimation）により決定することを特徴とする移動体位置決め方法。
【請求項２２】
請求項１７乃至２１のいずれかに記載の移動体位置決め方法において、
前記位置決定ステップで決定された前記移動体の位置を記録し、記録された複数の位置に基づいて前記移動体が移動した軌跡を決定する移動軌跡決定ステップをさらに含むことを特徴とする移動体位置決め方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の移動体位置決め方法において、
前記移動軌跡決定ステップは、最小二乗近似により前記移動体が移動した軌跡を決定することを特徴とする移動体位置決め方法。
【請求項２４】
請求項１７乃至２３のいずれかに記載の移動体位置決め方法において、
進行方向を撮影する撮影ステップを備え、
前記移動判断ステップは、前記撮影ステップで撮影された画像情報に基づいて前記移動体の移動をおよび方向を判断することを特徴とする移動体位置決め方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−１７７６８１（Ｐ２０１２−１７７６８１Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５０１１（Ｐ２０１２−１５０１１）
【出願日】平成２４年１月２７日（２０１２．１．２７）
【出願人】（５９５１６７２９２）株式会社デージーエス・コンピュータ (18)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月２７日（２０１２．１．２７）
【出願人】（５９５１６７２９２）株式会社デージーエス・コンピュータ (18)
【Ｆターム（参考）】
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