JP2002341011A - 位置測定装置及びナビゲーション装置並びに位置測定方法及びナビゲーション方法 - Google Patents
位置測定装置及びナビゲーション装置並びに位置測定方法及びナビゲーション方法Info
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- JP2002341011A JP2002341011A JP2001142492A JP2001142492A JP2002341011A JP 2002341011 A JP2002341011 A JP 2002341011A JP 2001142492 A JP2001142492 A JP 2001142492A JP 2001142492 A JP2001142492 A JP 2001142492A JP 2002341011 A JP2002341011 A JP 2002341011A
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Abstract
比してより高精度に現在位置を算出することが可能な位
置測定装置等を提供する。 【解決手段】 【請求項1】 GPS衛星から送信されてくる測位情報
を用いて過去において測定された車両の平面位置及び高
度を示す過去位置情報に基づき現在における当該平面位
置及び当該高度を測定する場合に、測位情報の受信状態
を検出する信号処理部1と、測位情報を用いて車両の高
度を示す測位高度情報を生成し、過去位置情報から車両
の現在における高度を予測し、測位高度情報により示さ
れる高度と予測された高度との差が閾値以上となったと
き、過去位置情報を無視し、現在受信される測位情報を
用いて当該現在の車両の平面位置及び高度を測定する測
位計算部2を備える。このとき、測位計算部2は検出さ
れた受信状態に基づいて閾値を制御する。
Description
ナビゲーション装置並びに位置測定方法及びナビゲーシ
ョン方法の技術分野に属し、より詳細には、宇宙空間に
打ち上げられているいわゆるGPS(Global Position
ing System)衛星から送信されてくる測位用情報を用
いて車両の現在位置を測位しつつその移動を補助する位
置測定装置及び位置測定方法並びに当該位置測定装置を
含むナビゲーション装置及び当該位置測定方法を含むナ
ビゲーション方法の技術分野に属する。
に用いられる上記GPS衛星等の測位衛星から送信され
てくる測位用情報を用いて車両等の移動体の現在位置
(以下、位置というときは、当該移動体の平面位置及び
高度を含むものとする。)を特定することが広く一般化
している。
位置測定処理では、具体的には、前回の当該位置測定処理
により算出された現在位置から予め設定された予測方法
に基づいて予測して得られる現在における予測位置と、
現在において受信された測位用情報のみを用いて算出さ
れた当該現在における測位位置と、の双方を用いて当該
現在における現在位置を算出していた。そして、この算
出された現在位置が、最終的に上記GPS衛星を用いて
算出された現在位置として、例えば車両内のディスプレ
イ上に当該車両の現在位置として表示されることとな
る。
は、その時の上記予測位置及び測位位置の精度が低下し
ている場合には、それ以前のタイミングにおいて算出さ
れていた予測位置及び測位位置を無視し、直後に得られ
る上記測位位置をもってその時の移動体の現在位置とす
るリセット処理を行っていた。
イミングを示す上記予測位置及び測位位置の精度の低下
については、具体的には、上記測位位置として演算され
た高度情報(すなわち、測位用情報のみに基づいて算出
した車両の高度情報)と、上記予測位置に含まれている
高度情報(すなわち、予測位置として演算された予測高
度情報)と、の差が予め設定されている一定の閾値以上
となったとき、当該予測位置の精度が低下していると検
出することとされていた。このとき、当該閾値は、測位
用情報に原理的に含まれることとなる誤差に対応してあ
る程度高い値とされていた。
た構成を有する従来の位置測定処理においては、上記閾
値が固定値であり、且つある程度高い値とされていたた
め、必要なときにリセット処理が開始されない場合があ
るという問題点があった。
測位位置の精度が低下することにより、上記ディスプレ
イ上に表示される車両の現在位置に明らかな位置誤差が
含まれるようになったときにも、上記高度情報の差に基
づくリセット処理が開始されないことで、結果として更
に当該位置誤差が大きくなってしまう場合があるのであ
る。
なされたもので、その課題は、測位位置と予測位置により
従来に比してより高精度に現在位置を算出することが可
能な位置測定装置及び位置測定方法並びに当該位置測定
装置を含むナビゲーション装置及び当該位置測定方法を
含むナビゲーション方法を提供することにある。
めに、請求項1又は4に記載の発明は、測位衛星から送
信されてくる測位用情報を用いて過去において測定され
た移動体の平面位置及び高度を示す過去位置情報に基づ
き現在における当該平面位置及び当該高度を測定する場
合に、前記測位用情報の受信状態を検出し、前記測位用
情報を用いて前記移動体の高度を示す測位高度情報を生
成し、前記過去位置情報から前記移動体の現在における
高度を予測し、前記測位高度情報により示される高度と
前記予測された高度との差が閾値以上となったとき、前
記過去位置情報を無視し、現在受信される前記測位用情
報を用いて当該現在の前記移動体の平面位置及び高度を
測定する。このときにおいては、前記検出された受信状
態に基づいて前記閾値は制御されている。
と予測された高度との差が閾値以上となったとき過去位
置情報を無視して現在受信される測位用情報を用いて現
在の平面位置及び高度を測位する場合に当該閾値を測位
用情報の受信状態に応じて制御するので、現在の測位用
情報の受信状態即ちその信頼度に応じて過去位置情報を
現在の高度を含む位置情報に反映させるか否かを制御す
ることができ、より正確に現在の平面位置及び高度を測
位することができる。
は5に記載の発明は、請求項1又は4に記載の発明にお
いて、前記受信状態として、マルチパスの影響を受けて
いるか否か並びに前記測位用情報に包含されて送信され
てくる当該測位用情報自体の精度を示す精度情報を検出
すると共に、前記精度情報により示される精度が予め設
定されている精度閾値より高く、且つ前記マルチパスの
影響を受けていないとき、前記閾値を低減させるように
制御する。
く、且つマルチパスの影響を受けていないとき閾値を低
減させるので、測位用情報の精度が高いときには過去位
置情報を用いる期間を短くし現在の測位用情報を用いて
現在の平面位置及び高度の測位を行うこととなり、測位
用情報の精度が高い場合により高精度で現在の平面位置
及び高度を測位することができる。
記載の発明は、請求項1又は2に記載の位置測定装置
と、前記測位された位置に基づいて前記移動体の移動を
補助するナビゲーション処理部等の補助手段と、を備え
る。
記載の発明は、請求項4又は5に記載の位置測定方法
と、前記測位された位置に基づいて前記移動体の移動を
補助する補助工程と、を備える。
れば、測位用情報の受信状態に応じてより高精度に現在
の平面位置及び高度を測位して車両の移動補助を行うこ
とができる。
について、図面に基づいて説明する。
体としての車両に搭載されているナビゲーション装置に
おいて上記測位用情報を受信して得られるGPS信号を
用いて当該車両の現在位置を測定しつつ当該車両の移動
を補助するナビゲーション装置に対して本発明を適用し
た場合の実施の形態である。
提となる上述した位置測定処理について、図1及び図2
を用いて詳説する。
す模式図であり、図2は当該位置測定処理における具体
的な処理を示すフローチャートである。ここで、図2に
示すフローチャートにより示される処理は、実施形態の
ナビゲーション装置全体として実行されているナビゲー
ション処理の一環として実行されるものである。
測定処理は、前回の当該位置測定処理により算出された
現在位置から予め設定された予測方法に基づいて予測し
て得られる現在における予測位置と、現在において受信
された測位用情報のみを用いて算出された当該現在にお
ける測位位置と、の双方を用いて当該現在における現在
位置を算出する。
から送信されてきた測位用情報を用いて当該前回におい
て得られた車両の速度情報と同じく今回において得られ
た車両の速度情報との平均値に測位間隔(すなわち、前
回測位用情報を受信した時刻と今回測位用情報を受信し
た時刻との差)を乗じて算出される移動距離を前回の上
記測位位置(例えば図1において符号E1乃至E6と示
す測位位置のうちの測位位置E2)に対してベクトル的
に加算して得られる予測位置(例えば図1において符号
R1乃至R6と示す予測位置のうちの予測位置R3)
と、上記送信されてきた測位用情報を用いて現在におい
て算出された測位位置(例えば図1における測位位置E
3)と、に基づき、当該測位位置E3と当該予測位置R
3とを結んだ直線を、予め経験的に設定されている1未
満の正の実数であるゲイン(割合)値を用いて分割して
得られる位置を最終的な現在位置(例えば図1において
符号P1乃至P6と示す現在位置のうちの現在位置P
3)とするものであり、上記測位位置Eでは原理的にば
らつきがある測位軌跡を平滑にしてより正確に現在位置
Pを算出するのである。
の式により算出される。
りに現在位置Pが算出されることとなり、一方、「0」に
近ければ予測位置Rよりに現在位置Pが算出されること
となる。そして、このゲイン値が種々の測位条件を勘案
して経験的に予め設定されているのである。
「0」に近い値となることが多いため、通常は予測位置
Rよりの位置を現在位置Pとしているが、予測位置Rの
信頼性(精度)が低いと考えられる揚合は、過去の測位
位置E及び予測位置Rの影響を受けないようにして現在
位置Pを算出すべく上記ゲイン値を「1」とすることで
上記リセット処理を行う。
含む一連の位置測定処理を説明すると、図2に示すよう
に、当該位置測定処理においては、先ず受信した測位用情
報を用いて測位位置Eが算出され(ステップS1)、次
に上述した方法により予測位置Rが算出される(ステッ
プS2)。
が低下したことが判断されてリセット処理を行うべきか
否かを示すリセット信号が後記図4に示す方法により生
成されると(ステップS3;YES)上述したリセット
処理が上記ゲイン値を「1」とすることにより実行され
(ステップS5)、そのリセット処理後に得られる測位
位置Eをもって現在位置Pとし(ステップS6)、その
現在位置Pに対応した位置を上記ディスプレイ上に表示
して(ステップS7)本来のナビゲーション処理に戻
る。
ト信号が生成されていないときは(ステップS3;N
O)現在の予測位置Rの精度が良好であるとして、その
まま現在位置Pの演算に用いるべく上記ゲイン値の設定
を行って(ステップS4)上記式の処理により現在位
置Pを算出し(ステップS6)上記ステップS7に移行
する。
に係る実施形態について、図3及び図4を用いて説明す
る。
ン装置の全体構成を示すブロック図であり、図4は実施
形態に係る閾値設定処理を示すフローチャートである。
ョン装置Sは、図示しない受信部によって受信された上
記GPS衛星からのGPS信号SGの信号処理を行い、
予め設定された後述の精度情報等を含む航法データND
並びにナビゲーション装置Sから各GPS衛星までの疑
似距離を示す擬似距離データGLを生成する検出手段と
しての信号処理部1と、上記航法データND及び疑似距
離データGL並びに後述するマルチパス誤差情報MPに
基づき実施形態に係る処理(図4参照)を行って車両の
現在位置Pを示す現在位置情報NPを生成する高度情報
生成手段、高度予測手段、測定手段及び制御手段として
の測位計算部2と、各GPS衛星に対応する疑似距離デ
ータGLに基づいていわゆるマルチパスを検出し、当該
マルチパスによる測定誤差を示す上記マルチパス誤差情
報MPを生成して測位計算部2に出力するマルチパス検
出部3と、上記航法データNDに基づいていわゆる誤差
楕円を算出し当該誤差楕円の位置及び対応する領域を示
す誤差楕円情報PHを生成する誤差楕円計算部4と、上
記現在位置情報NP及び誤差楕円情報PHに基づいて車
両の現在位置を演算すると共にそれを用いて必要なナビ
ゲーション処理を行う補助手段としてのナビゲーション
処理部5と、により構成される。
から送信された各GPS信号SGを用いて上記航法デー
タNDを生成するデータデコード部1aと、各GPS衛
星までの距離誤差を測定して上記擬似距離データGLを
生成する疑似距離測定部1bと、により構成されてい
る。
は、上記入力された各疑似距離データGLに基づいて上
記各GPS信号SGがマルチパスの影響を受けているか
否かを判断するようになっている。
似距離がある程度連続的に変化するということを利用し
て行うものであり、具体的には、前回の現在位置P又は
前回測位を行ったときに使用した各GPS衛星毎の疑似
距離データGLから今回の各GPS衛星毎の疑似距離デ
ータGLの予測値を算出しておき、この予測値と現在に
おいて入力された各GPS衛星毎の疑似距離データGL
の差を比較してこの差が予め定められた基準値以上と判
断されたときにマルチパスが生じていると判断する。
たときは、このマルチパスによる影響を上記マルチパス
誤差情報MPとして算出し、その算出したマルチパス誤
差情報MPを測位計算部2に出力する。
した後、その影響が消失したか否かを判断するに当たっ
ては、マルチパスの影響が実際になくなった後、その状
態が予め設定された時間だけ継続したときに当該マルチ
パスの影響が消失したと判断する。
に係る処理について、図4を用いて説明する。
おいては上記航法データND及び疑似距離データGL並
びにマルチパス誤差情報MPに基づき車両の現在位置P
を示す現在位置情報NPを生成するのであるが、このと
き、当該現在位置Pは上述した図1及び図2において示
した位置測定処理により算出されており、当該位置測定
方法に用いられる上記リセット信号の生成が以下の図4
に示す処理により行われる。
リセット信号生成処理においては、先ず、GPS信号SG
自体の精度が高いか否か、又は現在いわゆるDGPS
(Differential Global Positioning System)測位
方法により移動中か否かを判定する(ステップS1
0)。
か否かは、上記航法データND自体に含まれている衛星
精度情報に基づいて判定される。
からの測位用情報を一旦地上の基準局にて受信し、それ
に含まれている測位誤差を修正した修正GPS信号を改
めて車両に対して送信する構成により車両の現在位置を
測位する方法であり、図示しない受信部において当該修
正GPS信号が受信されているか否かにより判断され、
その判断結果が測位計算部2へ入力されることで当該D
GPS測位方法が現在用いられているか否かが判定され
る。
GPS信号SG自体の精度が低く且つDGPS測位方法
により現在位置が検出されていないときは(ステップS
10;NO)、現在設定されている値のまま上記閾値を
変更せずに(ステップS12)ステップS14へ移行す
る。
S信号SG自体の精度が高いか又はDGPS測位方法に
より現在位置が検出されているときは(ステップS1
0;YES)、次に、上記マルチパス誤差情報MPに基
づき、現在においてマルチパスが発生しているか否かが
確認される(ステップS11)。
とで上記GPS信号SGにより示される測位位置Eの精
度が低下していると判断されたときは(ステップS1
1;YES)上記ステップS12に移行し、一方、マルチ
パスが発生していないときは(ステップS11;N
O)、次に、位置としてより高精度であると推測される
上記測位位置Eを用いて現在位置Pを算出すべく上記閾
値を小さくし(ステップS13)、次のステップS14
へ移行する。
ると(ステップS12及びS13)、次に、上記測位用
情報に基づいて算出された測位位置Eとしての高度情報
により示される高度と、上記予測位置Rとして算出され
た高度情報により示される高度と、の差が、当該設定さ
れている閾値以上となっているか否かが判定され(ステ
ップS14)、当該閾値以上となっているときは(ステ
ップS14;YES)、上記リセット信号を生成して上
記測位位置Eをもって現在位置Pとする処理を行い(ス
テップS15。上記図2ステップS3及びS5参
照))、本来のナビゲーション処理に戻る。
高度の差が当該閾値未満となっているときは(ステップ
S14;NO)、上記リセット処理を行う必要はないと
してそのまま本来のナビゲーション処理に移行する。
部2における処理によれば、測位位置Eとしての高度情
報により示される高度と予測位置Rとしての高度情報に
より示される高度との差が設定された閾値以上となった
とき過去の測位位置E及び予測位置Rを無視して現在受
信される測位用情報を用いて現在の平面位置及び高度を
測位するものにおいて、当該閾値を測位用情報の受信状
態に応じて制御するので、現在の測位用情報の受信状態
即ちその信頼度に応じて過去の測位位置E及び予測位置
Rを現在の高度を含む位置情報に反映させるか否かを制
御することができ、より正確に現在の平面位置及び高度
を測位して車両の移動補助を行うことができる。
チパスの影響を受けていないとき閾値を低減させるの
で、測位用情報の精度が高いときには過去の測位位置E
及び予測位置Rを用いる期間を短くし現在の測位用情報
を用いて現在の平面位置及び高度の測位を行うこととな
り、測位用情報の精度が高い場合により高精度で現在の
平面位置及び高度を測位することができる。
に際しての現在位置Pの検出に対して本発明を適用した
場合について説明したが、本発明は、これ以外に、上記G
PS衛星からの測位用情報を用いて移動体(携帯型のナ
ビゲーション装置Sを所持した人を含む。)の現在位置
Pを検出する場合に広く適用することができる。
リセット信号が生成されたときは必ずリセット処理が実
行されることとしているが、この他に、当該リセット信
号が生成されたとき必ずリセット処理が実行されるので
はなく、当該リセット信号の生成を判断材料の一つとし
て考慮し他の要素も勘案して実際にリセット処理を行う
か否かを判断するように構成してもよい。
に対応するプログラムを、例えばフレキスブルディス
ク、ハードディスク或いは半導体メモリ等に記憶させて
おき、これを汎用のマイクロコンピュータとうにより読
み出して実行することにより、当該マイクロコンピュー
タ等を実施形態にかかる測位計算部2として機能させる
ように構成することも可能である。
記載の発明によれば、測位高度情報により示される高度
と予測された高度との差が閾値以上となったとき過去位
置情報を無視して現在受信される測位用情報を用いて現
在の平面位置及び高度を測位するものにおいて、当該閾
値を測位用情報の受信状態に応じて制御するので、現在
の測位用情報の受信状態即ちその信頼度に応じて過去位
置情報を現在の高度を含む位置情報に反映させるか否か
を制御することができ、より正確に現在の平面位置及び
高度を測位することができる。
求項1又は4に記載の発明の効果に加えて、精度情報に
より示される精度が高く、且つマルチパスの影響を受け
ていないとき閾値を低減させるので、測位用情報の精度
が高いときには過去位置情報を用いる期間を短くし現在
の測位用情報を用いて現在の平面位置及び高度の測位を
行うこととなり、測位用情報の精度が高い場合により高
精度で現在の平面位置及び高度を測位することができ
る。
位用情報の受信状態に応じてより高精度に現在の平面位
置及び高度を測位して車両の移動補助を行うことができ
る。
す模式図である。
すフローチャートである。
を示すブロック図である。
ートである。
Claims (6)
- 【請求項1】 測位衛星から送信されてくる測位用情報
を用いて過去において測定された移動体の平面位置及び
高度を示す過去位置情報に基づき現在における当該平面
位置及び当該高度を測定する位置測定装置において、 前記測位用情報の受信状態を検出する検出手段と、前記
測位用情報を用いて前記移動体の高度を示す測位高度情
報を生成する測位高度情報生成手段と、 前記過去位置情報から前記移動体の現在における高度を
予測する高度予測手段と、 前記測位高度情報により示される高度と前記予測された
高度との差が閾値以上となったとき、前記過去位置情報
を無視し、現在受信される前記測位用情報を用いて当該
現在の前記移動体の平面位置及び高度を測定する測定手
段と、前記検出された受信状態に基づいて前記閾値を制
御する制御手段と、を備えることを特徴とする位置測定
装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の位置測定装置におい
て、 前記検出手段は、前記受信状態として、マルチパスの影
響を受けているか否か並びに前記測位用情報に包含され
て送信されてくる当該測位用情報自体の精度を示す精度
情報を検出すると共に、 前記制御手段は、前記精度情報により示される精度が予
め設定されている精度閾値より高く、且つ前記マルチパ
スの影響を受けていないとき、前記閾値を低減させるよ
うに制御することを特徴とする位置測定装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載の位置測定装置
と、 前記測位された位置に基づいて前記移動体の移動を補助
する補助手段と、を備えることを特徴とするナビゲーシ
ョン装置。 - 【請求項4】 測位衛星から送信されてくる測位用情報
を用いて過去において測定された移動体の平面位置及び
高度を示す過去位置情報に基づき現在における当該平面
位置及び当該高度を測定する位置測定方法において、 前記測位用情報の受信状態を検出する検出工程と、前記
測位用情報を用いて前記移動体の高度を示す測位高度情
報を生成する測位高度情報生成工程と、 前記過去位置情報から前記移動体の現在における高度を
予測する高度予測工程と、 前記測位高度情報により示される高度と前記予測された
高度との差が閾値以上となったとき、前記過去位置情報
を無視し、現在受信される前記測位用情報を用いて当該
現在の前記移動体の平面位置及び高度を測定する測定工
程と、前記検出された受信状態に基づいて前記閾値を制
御する制御工程と、を備えることを特徴とする位置測定
方法。 - 【請求項5】 請求項4に記載の位置測定方法におい
て、 前記検出工程においては、前記受信状態として、マルチ
パスの影響を受けているか否か並びに前記測位用情報に
包含されて送信されてくる当該測位用情報自体の精度を
示す精度情報を検出すると共に、 前記制御工程においては、前記精度情報により示される
精度が予め設定されている精度閾値より高く、且つ前記
マルチパスの影響を受けていないとき、前記閾値を低減
させるように制御することを特徴とする位置測定方法。 - 【請求項6】 請求項4又は5に記載の位置測定方法
と、 前記測位された位置に基づいて前記移動体の移動を補助
する補助工程と、を備えることを特徴とするナビゲーシ
ョン方法。
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JP2001142492A JP4271879B2 (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | 位置測定装置及びナビゲーション装置並びに位置測定方法及びナビゲーション方法 |
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