KR20100135173A - 측위장치 및 측위방법 - Google Patents

Abstract

GPS 위성으로부터 보내지는 신호에 의거해서 현재위치의 측위가 가능한 위성항법기능과, 자율항법용 센서의 계측 데이터에 의해서 이동경로의 위치정보를 산출하는 자율항법기능을 구비한 측위장치에 있어서, 이동경로상의 제 2 기준지점(B)에 대해, 자율항법기능에 의해 산출된 위치정보가 나타내는 위치(B1)와, 위성항법기능의 측위결과가 나타내는 위치(B)의 차를 나타내는 벡터(Vb)에 의거해서, 해당 벡터 (Vb)를 제 1 기준지점(A)으로부터의 이동거리에 따른 계수로 곱한 보정 벡터(Vx)를, 자율항법기능에 의해 산출된 이동궤적(T1)에 가산하여, 보정 후의 위치정보 (T2)를 취득한다.

Description

측위장치 및 측위방법{POSITIONING DEVICE, POSITIONING METHOD}

이 발명은 이동경로상의 복수 지점의 위치정보를 구하는 측위장치, 측위방법 및 프로그램을 기억한 기억매체에 관한 것이다.

이전으로부터, 자율항법기능을 구비한 측위(測位)장치가 알려져 있다. 자율항법기능이란, 예를 들면, GPS(전지구 측위 시스템) 등 절대위치의 측정이 가능한 측위수단을 이용하여 기준지점의 측위를 실행하고, 그 후, 가속도 센서나 방위 센서 등의 자율항법용 센서를 이용하여 이동방향이나 이동량을 계측하여 가는 동시에, 기준지점의 위치정보에 자율항법용 센서로 취득한 변위정보를 적산하여 가는 것으로, 이동경로상의 각 지점의 위치정보를 산출하여 가는 기능이다.

종래, 자율항법기능을 구비한 측위장치에 있어서, 자율항법기능에 의한 위치정보의 산출과, GPS의 측위가 동시에 실행되었을 때, 그 지점의 위치정보를 GPS의 측위결과에 의거해서 수정하거나, 자율항법용 센서의 계측오차를 GPS의 측위결과에 의거해서 수정하거나 하는 보정기술에 대해 몇 개 정도 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 특개 2008-232771호 공보, 일본국 특개평11-230772호 공보).

일반적으로, 자율항법기능의 위치정보의 산출을 계속해 가면, 방위측정의 오차나 이동량 측정의 오차가 축적되어 가기 때문에, 위치정보의 오차는 점점 커져 간다. 특히, 휴대용의 측위장치에 자율항법기능을 부가했을 경우, 자동차의 차량휠속도 센서 등 정확한 속도를 검출하는 센서를 설치할 수 없기 때문에, 이동량의 측정오차도 비교적으로 커진다.

그렇지만, 자율항법기능에 의한 위치정보의 산출을 계속하면서, 곳곳의 지점에서 GPS 측위를 실행하고, GPS 측위가 실행된 지점의 위치정보의 수정을 실행하는 종래의 보정기술에서는, GPS 측위가 실행되고 있지 않은 구간, 특히, 이 구간의 후단측에 있어서 오차의 축적이 커져서, 정확한 위치정보를 얻을 수 없다고 하는 과제가 있었다.

또, 상기의 보정기술에서는 GPS 측위가 간헐적으로 실행된 지점에 있어서, 그 전단계의 지점까지 축적되어온 오차가 한데 모아서 수정되기 때문에, 일련의 위치정보에 의해서 이동궤적을 나타내는 경우에, 오차 수정된 지점의 전후에서 위치정보의 차이가 커져서, 연속적인 이동궤적을 얻을 수 없다고 하는 과제가 있었다.

이 발명의 목적은 자율항법기능의 위치정보의 산출과 GPS 등의 측위수단을 이용한 절대위치의 측정을 병용하여, 이동경로상의 복수 지점의 측위를 실행하는 경우에, 최종적으로 취득되는 각 지점의 위치정보를 정밀도가 높은 것으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,

이동경로상의 복수 지점의 위치정보를 구하는 측위장치에 있어서,

현재위치의 측정을 기준이 되는 과거의 위치정보를 필요로 하지 않고 실행 가능한 측위수단과,

상대적인 위치변동의 계측을 실행하는 이동계측수단과,

제 1 기준지점의 위치정보와, 상기 이동계측수단의 계측에 의해서 취득된 위치변동의 정보에 의거해서 이동경로중의 복수 지점의 위치정보를 산출하는 위치산출수단과,

상기 이동경로상의 임의의 제 2 기준지점에 대해, 상기 위치산출수단에 의해 산출된 위치정보가 나타내는 위치와, 상기 측위수단의 측위결과가 나타내는 위치의 차를 나타내는 차이정보에 의거해서, 상기 위치산출수단에 의해 산출된 상기 이동경로상의 다른 지점의 위치정보의 보정을 실행하는 보정수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또, 본 발명은,

현재위치의 측정이 가능한 측위수단과, 상대적인 위치변동의 계측을 실행하는 이동계측수단을 이용하여, 이동경로상의 복수 지점의 위치정보를 구하는 측위방법에 있어서,

제 1 기준지점의 위치정보와, 상기 이동계측수단의 계측에 의해서 취득된 위치변동의 정보에 의거해서 이동경로중의 복수 지점의 위치정보를 산출하는 위치산출스텝과,

상기 이동경로상의 임의의 제 2 기준지점에 대해, 상기 위치산출스텝에 의해 산출된 위치정보가 나타내는 위치와, 상기 측위수단의 측위결과가 나타내는 위치의 차를 나타내는 차이정보를 구하는 차이정보취득스텝과,

상기 차이정보에 의거해서, 상기 위치산출스텝에 의해 산출된 상기 이동경로상의 다른 지점의 위치정보를 보정하는 보정스텝을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 제 2 기준지점의 차이정보에 의거해서 이동경로상의 다른 지점의 위치정보도 보정되므로, 측위수단에 의한 측위가 실행되지 않고, 위치변동의 정보로부터 위치정보가 산출되는 지점에 대해서도 비교적으로 정확한 위치정보를 취득할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태인 네비게이션(navigation) 장치의 전체를 나타내는 블록도이다.
도 2는 이동이력 데이터의 일례를 나타내는 데이터 차트(data chart)이다.
도 3은 본 실시형태의 네비게이션 장치에 있어서 생성되는 보정 전의 이동궤적(T1)과 보정 후의 이동궤적(T2)을 비교하는 설명도이다.
도 4는 CPU에 의해 실행되는 이동측위처리의 처리 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태의 네비게이션 장치에 있어서의 위치 데이터의 보정방법을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시형태의 네비게이션 장치에 있어서의 위치 데이터의 보정방법을 설명하는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거해서 설명한다.

[제 1 실시형태]

도 1은 본 발명의 실시형태인 측위장치로서의 네비게이션 장치(1)의 전체를 나타내는 블록도이다.

상기 실시형태의 네비게이션 장치(1)는 현재위치의 측정을 순차 실행하여, 각 지점의 위치정보를 이동이력 데이터로서 축적하여 가는 동시에, 이동중에 촬상조작이 실행되었을 경우에, 촬상에 의해 얻어진 화상 데이터를 촬상지점의 위치정보와 대응지어서 기억해 둘 수 있는 장치이다.

상기 네비게이션 장치(1)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 장치의 전체적인 제어를 실행하는 CPU(중앙연산처리장치)(10)와, CPU(10)에 작업용의 메모리 공간을 제공하는 RAM(11)과, CPU(10)가 실행하는 제어 프로그램이나 제어 데이터를 격납한 ROM(12)과, GPS(전지구 측위 시스템) 위성으로부터 보내진 신호를 수신하기 위한 GPS 수신 안테나(13) 및 GPS 수신부(14)와, 자율항법용 센서인 3축 지자기 센서 (15), 3축 가속도 센서(16) 및 기압 센서(17)와, 각종의 정보표시나 화상표시를 실행하는 표시부(18)와, 각 부에 동작전압을 공급하는 전원(19)과, 자율항법용 센서 (15, 16, 17)를 이용한 측위에 필요한 데이터 처리나 연산처리를 실행하는 자율항법 제어처리부(20)와, 자율항법 제어처리부(20)에 의해 얻어진 위치 데이터의 보정연산을 실행하는 자율측위 데이터 보정처리부(21)와, 이동경로에 따른 일련의 위치 데이터가 축적되어 가는 이동이력 데이터 기억부(22)와, 촬상을 실행하는 카메라 장치(23)와, 지도 데이터가 격납되어 있는 지도 데이터베이스(24)와, 현재시각을 계시(計時)하는 계시부(25)와, 외부로부터 조작지령을 입력하는 조작부(26) 등을 구비하고 있다.

GPS 수신부(14)는 CPU(10)로부터의 동작지령에 의거해서, GPS 수신 안테나 (13)를 통해서 수신되는 신호의 복조처리 등을 실행하고, GPS 위성의 각종 수신 데이터를 CPU(10)에 보낸다. CPU(10)는 이들 GPS 위성의 송신 데이터에 의거해서 소정의 측위연산을 실행하는 것으로, 현재위치를 나타내는 위치 데이터를 취득할 수 있다.

3축 지자기 센서(15)는 지자기의 방향을 검출하는 센서이고, 3축 가속도 센서(16)는 3축 방향의 가속도를 각각 검출하는 센서이다. 자율항법 제어처리부(20)는 소정의 샘플링 주기로 3축 지자기 센서(15)와 3축 가속도 센서(16)의 검출 데이터를 CPU(10)를 통해서 입력하고, 이들 데이터로부터 네비게이션 장치(1)의 이동방향이나 이동량을 계측하여 간다.

기압 센서(17)는 빌딩이나 산 등을 이동할 때의 고저차(高低差)를 구하기 위해서 기압을 검출하는 센서이다. 자율항법 제어처리부(20)는 상기의 3축 지자기 센서(15)나 3축 가속도 센서(16)의 검출 데이터에 맞추고, 이 기압 센서(17)의 검출 데이터를 판독하며, 이들 검출 데이터로부터 높이방향의 이동량에 대해서도 더욱 정확하게 계측하는 것이 가능해진다.

자율항법 제어처리부(20)는 특정의 연산처리를 담당하는 것으로, CPU(10)의 연산처리를 보조하는 것이다. 자율항법 제어처리부(20)는 CPU(10)의 지령에 의해서, 자율항법용 센서(15, 16, 17)의 검출 데이터를 입력하고, 네비게이션 장치(1)의 이동방향이나 이동량을 산출하는 동시에, CPU(10)로부터 제공되는 기준위치의 위치 데이터에, 상기 산출된 이동방향 및 이동량으로 이루어지는 벡터 데이터를 적산하여 가는 것으로, 현재위치의 위치 데이터를 산출하며, CPU(10)에 공급한다.

자율측위 데이터 보정처리부(21)는 자율항법 제어처리부(20)에 의해서 산출되고, 이동이력 데이터 기억부(22)에 기억된 1개 또는 복수개의 위치 데이터에 대해서, 더욱 정확한 위치 데이터로 보정하기 위한 보정연산을 실행하는 것이다. 이 보정연산의 내용에 대해서는 나중에 상술한다.

카메라 장치(23)는 예를 들면, CMOS(상보형 금속 산화막 반도체) 센서나 CCD(Charge coupled device) 등의 촬상소자와, 피사체의 화상을 결상시키는 렌즈 등을 갖고, CPU(10)의 지령에 따라서 촬상소자에 결상된 피사체의 화상을 디지털 신호로 변환하여 기록하는 장치이다. 이 카메라 장치(23)에는 예를 들면, 대용량의 기억장치(기록매체)가 설치되어 있고, 촬영에 의해 얻어진 화상 데이터는 이 기억장치에 보존되도록 되어 있다.

도 2에는 이동이력 데이터 기억부(22)에 기억되는 이동이력 데이터의 일례를 나타낸 데이터 차트를 나타낸다.

이동이력 데이터 기억부(22)는 예를 들면, RAM 또는 불휘발성 메모리 등에 의해 구성되고, 도 2에 나타내는 바와 같은 이동이력 데이터가 기록된다. 이동이력 데이터는 장치이동중의 이동측위처리에 의해서 취득된 위치 데이터가 순차 등록되는 것이다. 또, 이동이력 데이터에는 일련의 위치 데이터에 부수하여, 위치 데이터의 취득순서를 나타내는 인덱스 넘버 「No.」와, 위치 데이터가 취득되었을 때의 시각을 나타내는 시각 데이터와, 위치 데이터가 보정 완료된 것인지 아닌지를 나타내는 보정 그래프 등이 각각 등록되도록 되어 있다.

또한, 상기의 이동이력 데이터 기억부(22)는 RAM(11) 일부의 기억영역에 설치해도 좋고, 카메라 장치(23)에서 화상 데이터가 기록되는 기억장치 일부의 기억영역에 설치하도록 해도 좋다.

ROM(12)에는 조작부(26)로부터의 조작입력에 따라서 카메라 장치(23)를 동작시키거나, 표시부(18)의 표시내용을 전환하거나, 또는, 이동이력을 기록하는 이동측위처리의 개시나 정지의 제어를 실행하는 메인 제어처리의 프로그램과, 현재위치의 계측과 위치정보의 기록을 계속적으로 실행하고, 이동이력 데이터를 작성하는 이동측위처리의 프로그램 등이 격납되어 있다. 이들 프로그램은 ROM(12)에 격납하는 이외에, 예를 들면, 데이터 판독장치를 통해서 CPU(10)가 판독 가능한, 예를 들면, 광디스크 등의 가반형(可搬型, potable) 기억매체, 플래시 메모리 등의 불휘발성 메모리에 격납하여 두는 것이 가능하다. 또, 이와 같은 프로그램을, 캐리어 웨이브(carrier waves)(반송파)를 매체로서 통신회선을 통해서 네비게이션 장치(1)에 다운로드 되는 형태를 적용할 수도 있다.

이하, 상기 CPU(10)의 GPS 측위연산에 의해서 현재위치의 위치 데이터를 구하는 것을 GPS 측위, 자율항법용 센서(15, 16, 17)를 이용하여, 현재위치의 위치 데이터를 구하는 것을 자율측위라고 부른다.

다음에, 상기 구성의 네비게이션 장치(1)에 의해 실행되는 이동측위처리에 대해 설명한다.

도 3에는 본 실시형태의 네비게이션 장치(1)에 있어서의 보정 전의 위치 데이터와 보정 후의 위치 데이터를 비교하는 설명도를 나타낸다. 동일 도면 중, T1은 보정 전의 일련의 위치 데이터에 대응하는 지도상의 궤적, T2는 보정 후의 일련의 위치 데이터에 대응하는 지도상의 궤적이다.

이동측위처리는 현재위치의 계측과 위치정보의 기록을 계속적으로 실행해서, 이동이력 데이터를 작성하여 가는 처리이다. 이동측위처리에서는 자율측위가 연속적으로 실행되는 동시에, GPS 측위가 간헐적으로 실행되어서, 이동경로상의 복수 지점의 위치 데이터가 취득되어 간다. GPS 측위에 의해 간헐적으로 취득되는 위치 데이터는 자율측위에 필요한 기준지점의 위치 데이터를 부여하는 동시에, 자율측위에 의해서 산출된 다른 지점의 위치 데이터를 보정하기 위해서 사용된다.

도 3의 예는 사용자가 제 1 기준지점(A)으로부터 제 2 기준지점(B)으로 길이 난 대로 따라서 이동하며, 또한, 제 1 기준지점(A)과 제 2 기준지점(B)에서 GPS 측위가 간헐적으로 2회 실행되는 동안의 이동측위처리의 예를 나타내고 있다. 상세하게는 우선, 이동경로의 시단인 제 1 기준지점(A)에 있어서 GPS 측위가 실행되고, 계속해서, 네비게이션 장치(1)를 갖는 사용자가 길이 난 대로 따라서 전진해서 제 2 기준지점(B)으로 이동하는 동안, 자율측위가 연속적으로 실행된다. 자율측위에 의해 산출된 일련의 위치 데이터는 보정 전 데이터로서 이동이력 데이터 기억부 (22)에 축적된다. 이 일련의 위치 데이터에 대응하는 지점을 지도상에 나타낸 것이 궤적(T1)이다. 자율측위는 비교적 큰 오차가 생기는 동시에, 자율측위에서는 오차가 계속적으로 축적되어 가는 것으로부터, 궤적(T1)의 오차는 제 2 기준지점(B)에 가까워짐에 따라서 커져 있다.

이동측위처리에 있어서는 소정의 시간이 경과하면, 다음의 GPS 측위가 실행된다. 도 3의 예에서는 사용자가 제 2 기준지점(B)을 통과하는 타이밍에 GPS 측위가 실행되고 있다. 또, 궤적(T1) 종단의 지점(B1)이, 이 시점에서 자율측위에 의해 구해진 위치 데이터에 대응하는 지점이다.

또한, GPS 측위를 간헐적으로 실행하는 조건으로서는 소정 시간의 경과 이외에, 소정 거리의 이동, 또는 GPS 위성의 전파가 닿지 않는 장소에 진입한 후에 전파가 닿는 개소로 나온 경우 등, 여러 가지의 조건을 적용 가능하다.

이동측위처리에서 간헐적인 GPS 측위가 실행되면, 우선, 이 GPS 측위에 의해 취득된 위치 데이터에 의거해서, 이동이력 데이터 기억부(22)에 기록된 자율측위의 위치 데이터 중, 제 2 기준지점(B)에 대응하는 위치 데이터에 대해 수정처리가 실행된다. 즉, 지점(B1)을 나타내는 자율측위의 위치 데이터가 제 2 기준지점(B)을 나타내는 GPS 측위의 위치 데이터로 수정된다. 또한, 이때, CPU(10)에 의해 이들 양쪽의 위치 데이터의 차를 나타내는 차이정보로서의 벡터 데이터가 구해진다. 이 벡터 데이터를 지도상으로 나타낸 것이 지점(B1)으로부터 제 2 기준지점(B)을 향하는 벡터(Vb)로 된다.

벡터(Vb)의 데이터가 구해지면, 다음에, 제 1 기준지점(A)부터 제 2 기준지점(B)에 걸쳐서 자율측위에 의해 얻어진 일련의 위치 데이터(궤적(T1)의 위치 데이터)의 보정처리가 실행된다. 예를 들면, 이동 도중의 지점(X1)의 위치 데이터에 대해 설명하면, 이 지점(X1)에 대응하는 위치 데이터는 다음과 같은 연산식 1에 의해, 지점(X2)을 나타내는 위치 데이터로 보정된다.

X2 = X1 + (Lx / L0) × Vb … 식 1

여기서, X2, X1은 보정 전과 보정 후의 위치 데이터이고, 지점을 나타내는 기호(X2, X1)와 동일한 기호를 이용하고 있다. 또, L0은 궤적(T1)에 따른 제 1 기준지점(A)부터 지점(B)까지의 이동궤적길이, Lx는 궤적(T1)에 따른 제 1 기준지점(A)부터 보정대상지점(X2)까지의 이동궤적길이이다. 궤적길이(L0, Lx)는 자율측위할 때에 이동량을 적산해둠으로써 구하고, 각 위치 데이터와 대응시켜서 기억시켜 두도록 하면 좋다. 또는, 이동경로에 따른 각 위치 데이터가 비교적 촘촘한 간격으로 취득되어 있는 경우에는, 보정연산시에 일련의 위치 데이터로부터 각 위치 데이터 전후의 차이분량을 적산하여 구하도록 해도 좋다.

이와 같은 보정연산이 제 1 기준지점(A)부터 제 2 기준지점(B)에 걸쳐서 자율측위에 의해 구해지고 있는 궤적(T1)을 나타내는 일련의 위치 데이터에 대해서 실행된다. 이에 따라, 제 1 기준지점(A)부터 제 2 기준지점(B)에 걸쳐서 보정 후의 위치 데이터가 얻어진다. 도 3에 있어서, 이 보정 후의 위치 데이터에 대응하는 지점을 지도상에 나타낸 것이 궤적(T2)이다. 이 궤적(T2)은 보정 전의 궤적 (T1)과 비교해서, 길이 난 대로 따라서 이동한 실제의 이동경로에 가까워진 것으로 되어 있다.

보정된 위치 데이터가 얻어지면, 예를 들면, 이동이력 데이터 기억부(22)에 있어서, 보정 전의 위치 데이터에 보정 후의 위치 데이터를 겹쳐 쓰는 동시에, 이 위치 데이터에 대응하는 보정 그래프를, 보정 완료를 나타내는 값 "1"로 갱신한다.

또한, 사용자가 이동하고, 상기와 같은 이동측위처리가 계속되는 경우에는 기준지점이 하나씩 조금 옮겨지며, 제 1 기준지점이 지점(B)으로, 그 다음에 GPS 측위가 실행되는 지점이 제 2 기준지점으로 재정의된다. 그리고, 상기와 마찬가지의 자율측위 및 보정처리가 반복된다. 이와 같은 처리에 의해서, 이동경로에 따라서 측정되며, 또한 보정된 일련의 위치 데이터가 이동이력 데이터 기억부(22)에 축적되어 간다. 최종적으로 얻어지는 일련의 위치 데이터는 GPS 측위가 간헐적으로 실행되는 각 기준위치의 전후에서 큰 차이를 나타내는 일도 없고, 연속적으로 자연스러운 궤적을 나타내는 일련의 위치 데이터로 된다. 또, 어느 위치 데이터도 평균적으로 정밀도가 좋은 것으로 된다.

이동 중, 사용자가 카메라 장치(23)를 이용하여 촬상을 실행했을 경우에는, 이 촬상에 의해 얻어진 화상 데이터와 보정 후의 위치 데이터가 대응지어져서 기억장치에 기억되도록 되어 있다.

또한, 위치 데이터의 보정연산의 내용은 상기의 예에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 다음과 같은 연산식 2를 채용할 수도 있다.

X2 = X1 + (Δtx / Δt0) × Vb … 식 2

여기서, X2, X1은 지점(X2, X1)을 나타내는 위치 데이터, Δt0는 제 1 기준지점(A)부터 지점(B)까지의 이동에 걸린 시간길이, Δtx는 제 1 기준지점(A)부터 지점(X2)까지의 이동에 걸린 시간길이이다.

이와 같은 보정처리에 따르면, 시간의 경과에 수반해서 측정오차가 축적되어 가는 경우에, 이 오차를 유효하게 수정할 수 있다.

또한, 상기 위치 데이터의 수정처리의 연산식으로서, 다음과 같은 연산식 3을 채용할 수도 있다.

X2 = X1 + g1(Lx / L0) × Vb + g2(Δtx / Δt0) × Vb … 식 3

여기서, X2, X1, L0, Lx, Δt0, Δtx는 수식 1, 2에 나타낸 변수, g1과 g2는 조건(g1 + g2 = 1)로 한 가중계수이다.

이와 같은 보정처리에 따르면, 시간경과에 수반하는 측정오차와 이동거리에 수반하는 측정오차가 함께 위치 데이터에 축적되어 가는 경우에, 이 오차를 유효하게 수정할 수 있다.

또한, 다음 식 4, 5에 나타내는 바와 같이, 상술의 보정항목을 그 외의 보정항목과 합성시켜서 이용할 수도 있다.

X2 = X1 + g1(Lx / L0) × Vb + g2(Δtx / Δt0) × Vb

+ g3(그 외의 보정항목) … 식 4

여기서, g1∼g3은 가중계수이고, 예를 들면, 제 2 기준지점(B)의 보정 후의 위치 데이터가 GPS 측위의 위치 데이터와 동일값으로 되도록 설정된다.

X2 = f1(f2(X1)) … 식 5

여기서, f1(x)는 위치 데이터(x)에 대한 제 1 보정함수, f2(x)는 위치 데이터(x)에 대한 제 2 보정함수이고, 보정함수(f1(x), f2(x))의 한 쪽에 상기 수식 1∼4의 함수를 채용하며, 다른 쪽에 그 외의 다른 보정함수를 채용한 것이다.

이와 같은 연산식 4, 5를 이용한 보정처리에 따르면, 그 외의 유용한 보정항목의 연산과 복합시킨 보정처리를 실행하여, 더욱 정확한 위치 데이터를 취득할 수 있다.

이하, 상술의 이동측위처리에 대해 흐름도를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4는 CPU(10)에 의해 실행되는 이동측위처리의 처리순서를 나타내는 흐름도이다.

상기 이동측위처리는 예를 들면, 조작부(26)를 통해 이동측위처리의 개시 지령이 외부로부터 입력된 경우에 개시된다. 이동측위처리가 개시되면, CPU(10)는 우선, GPS 수신부(14)를 작동시키고, GPS 위성으로부터의 신호의 수신처리를 실행시킨다(스텝S1). 다음에, CPU(10)는 GPS 위성의 송신 데이터에 의거해서 측위연산을 실행하고, 기준지점의 위치 데이터를 구한다(스텝S2).

기준지점의 위치 데이터를 구하면, 우선, RAM(11)상에 설정된 제 2 기준지점의 위치 데이터 영역에 위치 데이터가 기억되어 있는지 판별하고(스텝S3), 있으면 상기 제 2 기준지점의 위치 데이터를 RAM(11)상에 설정된 제 1 기준지점의 위치 데이터 영역에 기억하며(스텝S4), 다음의 스텝S5로 이행한다. 한편, 제 2 기준지점의 위치 데이터 영역에 위치 데이터가 기억되어 있지 않으면, 그대로 스텝S5로 점프한다.

스텝S5에서는 스텝S2에서 산출된 GPS 측위의 위치 데이터를 RAM(11)상에 설정된 제 2 기준지점의 위치 데이터 영역에 기억한다.

상기 스텝S3∼S5의 처리는 GPS 측위가 간헐적으로 실행될 때마다, 기준위치의 위치 데이터를 하나씩 조금 옮기고, 한 단계 전에 실행된 GPS 측위의 위치 데이터를 제 1 기준위치의 위치 데이터로 하며, 이번 차례에 실행된 GPS 측위의 위치 데이터를 제 2 기준위치의 위치 데이터로 하기 위한 처리이다.

GPS 측위의 위치 데이터를 기억하면, 다음에, CPU(10)는 RAM(11)상에 설정된 제 1 기준지점의 위치 데이터 영역에 위치 데이터가 기억되어 있는지 판별한다(스텝S6). 이 스텝S6은 이동측위처리의 개시 직후에, 아직 1회째의 GPS 측위밖에 실행되고 있지 않았는지, 또는, 2회째 이후의 GPS 측위가 실행되고 있는지를 판별하기 위한 처리이다.

그 결과, 제 1 기준지점의 위치 데이터가 없으면, 아직 1회째의 GPS 측위밖에 실행되고 있지 않다고 판단할 수 있으므로, 그대로 스텝S8로 이행한다. 한편, 제 1 기준지점의 위치 데이터가 있으면, 2회째 이후의 GPS 측위가 실행되고 있다고 판단할 수 있으므로, 현재지점의 위치 데이터로서 이동이력 데이터 기억부(22)에 기억되어 있는 위치 데이터(스텝S10, S11에서, 직전에 측정 및 기억된 위치 데이터)를 GPS 측위결과의 위치 데이터로 보정한다. 보정 시에는 보정 그래프를 보정 완료한 값으로 갱신한다. 동시에, 이들 위치 데이터의 차를 나타내는 벡터(Vb)의 데이터를 산출하고, RAM(11)상에 보존한다(스텝S7). 그리고, 스텝S8로 이행한다.

스텝S8에서는 이동이력 데이터 기억부(22)에 기록되어 있는 일련의 위치 데이터 중에 보정 전의 위치 데이터가 있는지, 즉, 보정 그래프의 값이 보정 전을 나타내는 값 "0"인 위치 데이터가 있는지 없는지를 판별한다.

상기 스텝S8의 판별처리는 이동측위처리의 개시 직후에, 아직 1회째의 GPS 측위밖에 실행되고 있지 않은 상태인지, 또는, 2회째 이후의 GPS 측위가 실행되고 있어도, 간헐적인 GPS 측위의 동안에 네비게이션 장치(1)의 이동이 없고, 자율측위가 실행되고 있지 않은 상태인지 아닌지를 판별하는 것이다. 2회째 이후의 GPS 측위가 행해지고 있으며, 또한, GPS 측위의 동안에 자율측위도 실행되고 있는 경우에는 스텝S8의 판별처리에서 보정 전의 위치 데이터가 있다고 판별된다.

스텝S8의 판별처리의 결과, 보정 전의 위치 데이터가 있으면, CPU(10)는 자율측위 데이터 보정처리부(21)에 지령을 알리고, 상술한 수식 1의 보정연산을, 이동이력 데이터에 등록되어 있는 보정 전 위치 데이터의 전체에 대해서 실행시킨다(스텝S9: 보정스텝). 한편, 보정 전의 위치 데이터가 없으면, 그대로 스텝S10으로 이행한다.

스텝S10으로 이행하면, CPU(10)는 스텝S10∼S13의 루프처리(loop processing)에 의해 자율측위의 처리를 반복하여 실행한다. 즉, 자율항법 제어처리부(20)에 자율항법용 센서(15, 16, 17)의 검출 데이터를 보내고, 자율측위의 연산처리를 실행시킨다(스텝S10: 위치산출스텝). 그리고, 산출된 위치 데이터를 시각 데이터나 보정 그래프의 정보와 함께, 기억부(22)의 이동이력 데이터에 등록한다(스텝S11). 또한, 어느 정도 이상의 이동이 없는 경우에는 상기 이동이력 데이터로의 등록은 생략하도록 해도 좋다.

자율항법 제어처리부(20)로부터 위치 데이터를 취득하면, 다음에, 지도상에 위치 데이터에 대응하는 포인트 표시나 이동궤적을 표시하는 데이터를 표시부(18)에 출력하고(스텝S12), 계속해서, 다음의 GPS 측위의 시간에 도달했는지 판별한다(스텝S13). 그리고, 다음의 GPS 측위의 시간에 도달하고 있지 않으면, 스텝S10으로 되돌아 가고, 스텝S10∼S13의 루프처리를 반복한다. 한편, 다음의 GPS 측위의 시간에 도달하고 있으면, 이 스텝S10∼S13의 루프처리를 누락하고, 스텝S1로 되돌아 간다.

이와 같은 이동측위처리에 따르면, 스텝S10∼S13의 루프처리에 의해 자율측위의 처리가 계속적으로 실행되는 동시에, 스텝S1, S2의 처리에 의해서 간헐적으로 GPS 측위가 실행된다. 또한, GPS 측위가 실행되었을 때, 스텝S8, S9의 처리에 의해서, 자율측위에 의해 취득된 위치 데이터가 상술의 보정연산에 의해 보정되고, 보정 후의 위치 데이터가 이동이력 데이터 기억부(22)에 축적되어 가도록 되어 있다.

이상과 같이, 상기 실시형태의 네비게이션 장치(1), 그 측위방법, 및, 그 이동측위처리의 프로그램에 따르면, 제 2 기준지점에 있어서의 GPS 측위와 자율측위에 따른 각 위치 데이터의 차이를 나타내는 벡터 데이터(Vb)에 의거해서 이동경로상의 다른 지점의 위치 데이터도 보정되므로, GPS 측위가 되지 않고, 자율측위만이 실행되고 있는 다른 지점에 대해서도 비교적으로 정확한 위치정보를 취득할 수 있다.

또, 위치 데이터의 보정연산에서는 제 1 기준지점에 가까운 지점의 위치 데이터에 대해서는 작은 비율로 곱셈된 벡터 데이터(Vb)가 가산되는 한편, 이동경로에 따라서 제 1 기준지점으로부터 먼 지점이 되면 될수록, 위치 데이터에 대해서 큰 비율의 계수로 곱셈된 벡터 데이터(Vb)가 가산되므로, 오차가 축적되어 가는 자율측위의 위치 데이터에 대해서 적절한 보정을 실행할 수 있다. 또한, 일련의 위치 데이터의 연속성이 유지되므로, GPS 측위에 의해 비교적 긴 기간을 사이에 두고 위치 데이터의 보정이 실행되는 경우라도, 일련의 위치정보에 의해 연속적으로 자연스러운 이동궤적을 얻을 수 있다.

또, 이동거리에 거의 비례한 계수로 벡터 데이터(Vb)를 곱하고, 보정 전의 위치 데이터에 가산하여 가는 수식 1의 보정연산에 따르면, 이동거리에 따라서 자율측위의 오차가 커져 갈 경우에, 이 오차를 유효하게 수정할 수 있다. 또한, 이동시간에 거의 비례한 계수로 벡터 데이터(Vb)를 곱하고, 보정 전의 위치 데이터에 가산하여 가는 수식 2의 보정연산에 따르면, 시간의 경과에 따라서 자율측위의 오차가 커져 갈 경우에, 이 오차를 유효하게 수정할 수 있다. 또, 이들을 적절한 가중으로 합성한 수식 3의 보정연산에 따르면, 양쪽의 오차가 같이 발생하는 자율측위의 오차를 유효하게 수정할 수 있다. 또, 적절한 가중으로 상기의 보정연산을 실행하도록 하는 것으로, 다른 유효한 보정항목과 합성시킨 보정처리도 실현 가능하다.

또, 상기와 같은 보정처리에 의해, 자율측위를 연속적으로 실행하는 동시에, GPS 측위를 간헐적으로 실행하고, 그 사이의 위치 데이터를 보정하여 가는 것으로, 비교적 정확한 일련의 위치 데이터를 취득해 갈 수 있으므로, 소비전력이 큰 GPS 측위의 횟수를 줄이며, 이동측위처리 토탈(total)의 소비전력을 대폭으로 저감할 수도 있다.

[제 2 실시형태]

제 2 실시형태의 네비게이션 장치는 자율측위에 의해서 구해진 위치 데이터의 보정방법만이 제 1 실시형태와 다른 것이고, 그 외, 장치의 구성이나, 이동측위처리에 있어서의 위치 데이터의 취득방법 등은 제 1 실시형태의 것과 거의 마찬가지의 것이다. 따라서, 다른 부분에 대해서만 상세하게 설명한다.

도 5에는 본 발명의 제 2 실시형태의 네비게이션 장치에 있어서의 위치 데이터의 보정방법을 설명하는 도면을 나타낸다. 도 5의 예는 사용자가 제 1 기준지점 (A)부터 제 2 기준지점(B)까지 「コ」자 형상의 이동경로를 따라서 이동하는 동시에, 자율측위에 의해서 궤적(T1)의 위치 데이터가 취득되고, 또한, 이 이동경로의 종단지점에서 GPS 측위가 실행되며, 제 2 기준지점(B)의 위치 데이터가 취득된 경우를 나타내고 있다.

상기 실시형태의 보정방법은 자율측위에 의한 이동량의 계측값에 항상 일정한 비율로 오차가 발생하는 경우에, 이 오차를 유효하게 제거하는 것이 가능한 것이고, 예를 들면, 자율측위에 있어서 보행체의 이동량을 보수(步數)와 보폭에 의거해서 계측하는 방식을 채용하고 있는 경우에 적용하기 유용한 것이다.

자율측위에 있어서의 보행체 이동량의 계측방식으로서는 일반적으로 다음과 같은 방식이 적용된다. 즉, 미리 사용자가 네비게이션 장치에 보행체의 보폭을 보폭 데이터로서 등록하여 둔다. 그리고, 자율측위할 때, 자율항법 제어처리부(20)는 3축 가속도 센서(16)에 의해 보행체의 상하동(上下動)을 검출하고, 이것에 의거해서 보수를 산출하며, 이 산출된 보수와 상기의 보폭 데이터를 곱셈하는 것으로 보행체의 이동량을 구한다. 이와 같은 계측방식에 있어서는 미리 사용자에 의해 설정되는 보폭 데이터에, 실제의 보폭으로부터 차이가 있는 경우에, 자율측위에 있어서의 이동량의 계측값에 항상 일률의 오차가 발생하게 된다.

제 2 실시형태의 네비게이션 장치에서는 자율측위에 의해서 얻어진 위치 데이터에 대해서, 다음과 같은 보정처리를 실행한다. 즉, 도 5에 나타내는 바와 같이, 사용자가 제 1 기준지점(A)으로부터 이동하여, 궤적(T1)을 따른 각 지점의 위치 데이터가 자율측위에 의해서 취득되었다고 한다. 또한, 종단지점(B1)에 있어서 GPS 측위가 실행되고, 제 2 기준지점(B)의 위치 데이터가 취득되었다고 한다. 이 경우, 우선, 네비게이션 장치의 자율측위 데이터 보정처리부(21)는 GPS 측위에 의해 얻어진 제 2 기준지점(B)의 위치 데이터에 의해 종단지점(B1)의 위치 데이터를 수정한다. 또한, 이 종단지점(B1)의 위치 데이터와 제 2 기준지점(B)의 위치 데이터의 차이정보인 벡터(Vb)를 구한다.

그리고, 상기 벡터(Vb)가 구해지면, 자율측위에 의해 구해진 궤적(T1)의 각 지점의 위치 데이터를 다음 식 6에 의해 보정한다.

X2 = X1 + Vx

|Vx| = |Vb| × (L_AX1 / L_AB1)

Vx의 방향 = Vb의 방향 + θx … 식 6

여기서, X1은 궤적(T1)상의 보정대상의 위치 데이터, X2는 보정 후의 위치 데이터, Vx는 보정대상지점의 변위 벡터, L_AB1은 선분(AㆍB1)의 길이, L_AX1은 선분(AㆍX1)의 길이, θx는 선분(AㆍB1)과 선분(AㆍX1)이 이루는 각도이다.

도 5의 지점(X1)의 위치 데이터에 대해 상세하게 설명한다. 이 경우, 우선, 제 2 기준지점(B)의 차이량을 나타내는 벡터(Vb)의 크기를, 제 1 기준지점(A)부터 지점(X1)까지의 직선거리(L_AX1)에 대응한 비율(L_AX1 / L_AB1)로 증가 또는 감소시키며, 또한, 이 벡터(Vb)의 방향을 제 1 기준지점(A)을 중심으로 한 지점(B1)부터 지점 (X1)까지의 변위 각도(θx)만큼 변화시키고, 지점(X1)에 대응하는 변위 벡터(Vx)를 구한다. 그리고, 이 변위 벡터(Vx)를 지점(X1)의 위치 데이터에 가산하는 것으로, 보정 후의 지점(X2)의 위치 데이터를 산출한다.

네비게이션 장치의 자율측위 데이터 보정처리부(21)는 이와 같은 보정연산을 자율측위에 의해서 구해진 궤적(T1) 전체의 위치 데이터에 대해서 실행한다. 이에 따라, 보정된 궤적(T2)의 위치 데이터가 취득된다.

상기 제 2 실시형태의 보정방법에 따르면, 자율측위에 의해 얻어진 위치 데이터의 오차가 무작위인 것이 아니고, 이동량의 계측값에 항상 일정한 비율로 오차가 포함되며, 또한, 방위의 계측값에 항상 일정한 오프셋(offset) 오차가 포함되는 경우에, 이들 오차를 정확하게 제거할 수 있다. 예를 들면, 이동량의 계측값에 일률 "-30％"의 오차가 포함되고, 방위의 계측값에 3도의 오프셋이 포함된다고 하는 조건으로, 궤적(T2)을 따라서 이동하며, 또한, 이 이동중에 자율측위를 실행했을 경우를 고찰한다. 그렇게 하면, 확실히, 자율측위에 의해서 궤적(T1)의 위치 데이터가 얻어지는 것을 검증할 수 있다. 그 때문에, 이 제 2 실시형태의 보정방법에 의해서, 상기와 같은 자율측위의 오차가 유효하게 제거되는 것을 알 수 있다.

[제 3 실시형태]

제 3 실시형태의 네비게이션 장치는 자율측위에 의해서 구해진 위치 데이터의 보정방법에 대해서만 제 1 및 제 2 실시형태와 다른 것이고, 그 외, 장치의 구성이나, 이동측위처리에 있어서의 위치 데이터의 취득방법 등은 제 1 및 제 2 실시형태의 것과 거의 마찬가지의 것이다. 따라서, 다른 부분에 대해서만 상세하게 설명한다.

제 3 실시형태의 위치 데이터의 보정방법은 자율측위에 있어서, 이동량의 계측값에 항상 일정한 비율로 오차가 발생하며, 또한, 이동방향의 계측값에도 이동에 수반하여 일정한 방향 오차가 적산되어 가는 경우에, 이들 오차를 유효하게 제거하는 것이 가능한 것이다.

도 6에는 본 발명의 제 3 실시형태의 네비게이션 장치에 있어서의 위치 데이터의 보정방법을 설명하는 도면을 나타낸다. 도 6의 예는 사용자가 제 1 기준지점 (A)부터 제 2 기준지점(B)까지 「コ」자 형상의 이동경로를 따라서 이동하는 동시에, 자율측위에 의해서 궤적(T1)(굵은 일점쇄선으로 나타냄)의 위치 데이터가 취득되고, 또한, 이 이동경로의 종단지점에서 GPS 측위가 실행되며, 제 2 기준지점(B)의 위치 데이터가 취득되었을 경우를 나타내고 있다.

도 6에 있어서, 부호(M1, N1, B1)에 의해 자율측위로 구해진 위치 데이터가 나타내는 지점을, 부호(M, N, B)에 의해 보정 후의 위치 데이터가 나타내는 지점을 각각 나타내고 있다. 또, 기호(θ, θ1∼θ3)에 의해 대응하는 2선분 사이의 각도를, 신호(L_AB, L_AB1, L1a∼L3a, L1b∼L3b)에 의해 대응하는 선분의 길이를 각각 나타내고 있다.

제 3 실시형태에 있어서, 자율측위와 GPS 측위에 의해 상기 지점(A, M1, N1, B1, B)의 위치 데이터가 취득되면, 우선, 자율측위 데이터 보정처리부(21)는 제 1 기준지점(A)부터 자율측위에 의한 종단지점(B1)까지의 길이(L_AB1)와 제 1 기준지점 (A)부터 제 2 기준지점(B)까지의 길이(L_AB)의 배율(L_AB / L_AB1)을 구한다. 또한, 제 1 기준지점(A)을 중심으로 한 지점(B1)부터 지점(B)까지의 회전각(θ)을 구한다.

계속해서, 이들 산출값을 이용하여, 자율측위 데이터 보정처리부(21)는 자율측위로 구해진 일련의 지점(M1, N1, B1)의 위치 데이터에 대해 보정처리를 다음과 같이 실행한다. 즉, 상기의 배율(L_AB / L_AB1)에 따른 양만큼 자율측위에 의해서 측정된 이동량에 일정한 비율의 오차가 발생하고 있는 것으로 하고, 보정 후의 각 선분의 길이(L1b, L2b, L3b)를 다음 식 7∼9에 의해 각각 구한다.

L1b = L1a × (L_AB / L_AB1) … 식 7

L2b = L2a × (L_AB / L_AB1) … 식 8

L3b = L3a × (L_AB / L_AB1) … 식 9

또한, 자율측위 데이터 보정처리부(21)는 이동중에 이동방향의 계측값에 일정한 오차가 적산되고, 최종적인 이동방향의 오차가 각도(θ)로 된 것으로 하며, 자율측위에 의해서 측정된 각 이동방향의 오차 각도(θ1∼θ3)를 다음 식 10∼13에 의해 각각 구한다.

θ1 = θ × {L1a / (L1a + L2a + L3a)} … 식 10

θ2 = θ × {L2a / (L1a + L2a + L3a)} … 식 11

θ3 = θ × {L3a / (L1a + L2a + L3a)} … 식 12

그리고, 상기와 같이 얻어진 보정 후의 각 선분의 길이(L1b∼L3b)와 오차 각도(θ1∼θ3)를 이용하여, 자율측위에 의해 얻어진 각 지점(M1, N1, B1)의 위치 데이터를 보정하여 간다.

즉, 우선, 제 1 기준지점(A)부터 다음의 자율측위점인 지점(M1)까지의 선분 (AㆍM1)을, 제 1 기준지점(A)을 중심으로 오차 각도(θ1)만큼 회전시키고, 또한, 이 선분의 길이(L1a)를 보정 후의 길이(L1b)로 증감한 선분(AㆍM)을 작성한다. 그리고, 이 보정 후의 선분(AㆍM)의 단점(端点)인 지점(M)의 위치 데이터를 지점 (M1)에 대한 보정 후의 위치 데이터로 한다.

2회째의 자율측위로 얻어진 지점(N1)의 위치 데이터에 대해서는 우선, 처리의 대상이 되는 선분의 시단이 한 단계 전의 보정처리에 의해서 변위되어 있기 때문에, 그 처리를 실행한다. 즉, 이 처리로서, 2회째의 자율측위에 의해 계측된 이동량 및 이동방향을 나타내는 선분(M1ㆍN1)을, 보정 후의 지점(M)이 시단으로 되도록 평행 이동시키고, 새로운 선분(MㆍN2)(도 6중에 얇은 일점쇄선으로 나타냄)을 얻는다.

그리고, 상기 선분(MㆍN2)에 대해서, 자율측위로 부가된 일률의 오차를 제거하는 처리를 실행한다. 즉, 지점(M)을 중심으로 오차 각도(θ2)만큼 회전시키고, 이 선분의 길이(L2a)를 보정 후의 길이(L2b)로 증감한 선분(MㆍN)을 작성한다. 그리고, 이 보정 후의 선분(MㆍN)의 단점인 지점(N)의 위치 데이터를, 지점(N1)에 대한 보정 후의 위치 데이터로 한다.

계속해서, 3회째의 자율측위로 얻어진 지점(B1)의 위치 데이터에 대해서도 마찬가지의 처리를 실행하는 것으로, 제 2 기준지점(B)과 거의 겹치는 보정 후의 위치 데이터를 얻을 수 있다.

네비게이션 장치의 자율측위 데이터 보정처리부(21)는 상기와 같은 보정연산을 실행하는 것으로, 도 6의 궤적(T2)을 따른 각 지점(A, M, N, B)의 위치 데이터를 취득할 수 있다. 또한, 도 6의 예는 사용자가 제 1 기준지점(A)부터 제 2 기준지점(B)으로 이동할 때까지, 자율측위에 의해서 3개의 지점(M1, N1, B1)의 위치 데이터밖에 구해지고 있지 않는 예를 나타내고 있지만, 제 1 기준지점(A)부터 제 2 기준지점(B)으로 이동할 때까지, 자율측위에 의해 다수 지점의 위치 데이터가 구해지고 있는 경우에도, 자율측위 데이터 보정처리부(21)가 제 1 기준지점(A)측의 지점으로부터 차례대로 똑같은 보정처리를 반복하는 것으로, 각 지점의 보정 후의 위치 데이터를 얻는 것이 가능해진다.

상기 제 3 실시형태의 보정방법에 따르면, 자율측위에 의해서 얻어지는 위치 데이터의 오차가 무작위인 것이 아니고, 이동량의 계측값에 항상 일정한 비율로 오차가 포함되며, 또한, 방위의 계측값에 이동량에 따라서 일정한 각도 오차가 적산되어 가는 경우에, 이들 오차를 정확하게 제거하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명은 상기 제 1∼제 3 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 다양한 변경이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는 자율측위의 연산이나 보정처리의 연산을, 자율항법 제어처리부(20)나 자율측위 데이터 보정처리부(21)에 의해 실행시키는 예를 나타냈지만, 이들 연산을 CPU(10)의 소프트웨어 처리에 의해 실현하도록 해도 좋다.

또, 상기 제 1∼제 3 실시형태의 이동측위처리에서는 GPS 측위와 그것에 의거하는 보정처리를 간헐적으로 반복하여 실행하는 구성을 나타냈지만, 1회의 이동측위처리에 있어서, GPS 측위는 최후의 1회 또는 최초와 최후의 2회만 실행하고, 그 사이에 실행된 자율측위의 위치 데이터를 최후의 GPS 측위의 결과에 의거해서 보정하도록 해도 좋다. 또, 상기 실시형태의 이동측위처리에서는 제 1 기준지점과 제 2 기준지점 사이의 지점의 위치 데이터를, 제 2 기준지점의 벡터(Vb)에 의거해서 보정하는 구성을 나타냈지만, 예를 들면, 제 2 기준지점의 벡터(Vb)에 의거해서 제 2 기준지점을 더욱 넘어서 전진한 이동경로상의 위치 데이터도 마찬가지의 연산식으로 보정하는 것이 가능하다.

또, 상기 제 1∼제 3 실시형태의 이동측위처리에서는 이동개시의 제 1 기준지점의 위치 데이터를 GPS 측위에 의해서 취득하는 예를 나타냈지만, 예를 들면, 이동개시지점이 기지(旣知)인 경우 등, 제 1 기준지점의 위치 데이터를 외부입력 등에 의해 미리 장치에 부여하여 두도록 할 수도 있다.

또, 상기 제 1∼제 3 실시형태에서는 측위수단으로서, GPS를 이용하여 측위를 실행하는 구성을 예시했지만, 예를 들면, 휴대전화의 기지국과의 통신에 의해 측위를 실행하는 구성이나, 위치정보를 외부로부터 입력하는 것으로 측위정보를 얻는 구성 등 그 외의 다양한 구성을 적용할 수 있다. 또, 상대적인 위치변동의 계측을 실행하는 이동계측수단으로서, 3축 지자기 센서, 3축 가속도 센서 및 기압 센서를 예시했지만, 2차원 방향의 위치 데이터만을 취득할 수 있으면 좋다고 하면, 기압 센서를 생략해도 좋고, 또, 장치의 천지의 방향이 일정해지는 것이면, 2축의 방위 센서나 2축의 가속도 센서를 이용할 수도 있다.

또, 상기 제 1∼제 3 실시형태에서는 휴대용의 네비게이션 장치(1)에 본 발명을 적용한 예를 나타냈지만, 이동체에 설치형태의 측위장치에 본 발명을 적용할 수도 있다. 또, 이동이력 데이터의 구체적인 내용에 대해서도 다양하게 변경 가능하고, 카메라 장치(23)에 의한 촬상기능, 지도표시나 이동궤적표시의 기능 등은 필수의 구성은 아니다. 그 외, 실시형태에서 구체적으로 나타낸 세부 등은 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경 가능하다.

1: 네비게이션 장치 10: CPU
11: RAM 12: ROM
13: GPS 수신 안테나 14: GPS 수신부
15: 3축 지자기 센서 16: 3축 가속도 센서
17: 기압 센서 18: 표시부
20: 자율항법 제어처리부 21: 자율측위 데이터 보정처리부
22: 이동이력 데이터 기억부 A: 제 1 기준지점
B: 제 2 기준지점 Vb: 벡터
T1: 보정 전의 궤적 T2: 보정 후의 궤적

Claims (13)

1. 이동경로상의 복수 지점의 위치정보를 구하는 측위장치에 있어서,
   현재위치의 측정을 기준이 되는 과거의 위치정보를 필요로 하지 않고 실행 가능한 측위수단과,
   상대적인 위치변동의 계측을 실행하는 이동계측수단과,
   제 1 기준지점의 위치정보와, 상기 이동계측수단의 계측에 의해서 취득된 위치변동의 정보에 의거해서 이동경로중의 복수 지점의 위치정보를 산출하는 위치산출수단과,
   상기 이동경로상의 임의의 제 2 기준지점에 대해, 상기 위치산출수단에 의해 산출된 위치정보가 나타내는 위치와, 상기 측위수단의 측위결과가 나타내는 위치의 차를 나타내는 차이정보에 의거해서, 상기 위치산출수단에 의해 산출된 상기 이동경로상의 다른 지점의 위치정보의 보정을 실행하는 보정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 측위장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 보정수단은,
   상기 위치산출수단에 의해 산출된 일련의 위치정보에 대해서, 해당 위치정보에 대응하는 지점이 상기 이동경로를 따른 이동거리에서 상기 제 1 기준지점으로부터 멀어질수록 큰 비율로, 상기 차이정보에 의해 나타내어지는 변위량을 해당 위치정보에 부가하는 보정을 실행하는 것을 특징으로 하는 측위장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 보정수단은 상기 이동계측수단에 의해 계측된 상기 제 1 기준지점부터 상기 제 2 기준지점에 걸친 총 경로길이와, 상기 이동계측수단에 의해 계측된 상기 제 1 기준지점부터 보정대상의 위치정보가 취득된 지점까지의 제 1 경로길이와, 상기 제 2 기준지점에 있어서의 상기 차이정보에 의거해서, 상기 총 경로길이에 대한 상기 제 1 경로길이의 비율을 계수로 하고, 해당 계수로 상기 차이정보에 의해 나타내어지는 변위량을 곱셈하며, 이 곱셈에 의해 얻어진 변위량을, 상기 보정대상의 위치정보에 부가하는 보정항목을 포함한 보정연산을 실행하는 것을 특징으로 하는 측위장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 보정수단은 상기 곱셈에 의해 얻어진 변위량을 소정의 가중을 실행하여, 상기 보정대상의 위치정보에 가산하는 것을 특징으로 하는 측위장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 보정수단은 상기 제 1 기준지점부터 상기 제 2 기준지점까지의 이동에 걸린 총 시간길이와, 상기 제 1 기준지점부터 보정대상의 위치정보가 취득된 지점까지의 이동에 걸린 제 1 시간길이와, 상기 제 2 기준지점에 있어서의 상기 차이정보에 의거해서, 상기 총 시간길이에 대한 상기 제 1 시간길이의 비율을 계수로 하고, 해당 계수로 상기 차이정보에 의해 나타내어지는 변위량을 곱셈하며, 이 곱셈에 의해 얻어진 변위량을, 상기 보정대상의 위치정보에 부가하는 보정항목을 포함한 보정연산을 실행하는 것을 특징으로 하는 측위장치.
6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 보정수단은 상기 곱셈에 의해 얻어진 변위량을 소정의 가중을 실행하여, 상기 보정대상의 위치정보에 가산하는 것을 특징으로 하는 측위장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 차이정보에는 2개의 위치정보에 의해 나타내어지는 2개의 지점 사이의 거리 및 방향의 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 측위장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 보정수단은,
   상기 위치산출수단의 위치정보에 의거해서 구해지는 상기 제 1 기준지점부터 상기 제 2 기준지점까지의 거리와, 상기 측위수단의 위치결과에 의거해서 구해지는 상기 제 1 기준지점부터 상기 제 2 기준지점까지의 거리의 배율을 산출하고, 상기 위치산출수단에 의해 산출된 상기 이동경로상의 복수 지점의 위치정보 중, 상기 이동경로를 따라서 서로 이웃하는 2개 지점의 위치정보에 의거해서 구해지는, 해당 2개의 지점 사이 거리에 상기 배율분의 오차가 포함되어 있는 것으로 하며, 상기 복수 지점의 위치정보로부터 해당 배율분의 오차를 삭제하여 가는 보정을 실행하는 것을 특징으로 하는 측위장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 보정수단은,
   상기 위치산출수단의 위치정보에 의거해서 구해지는 상기 제 1 기준지점부터 상기 제 2 기준지점까지의 방향 및 상기 측위수단의 측위결과에 의거해서 구해지는 상기 제 1 기준지점부터 상기 제 2 기준지점까지의 방향의 차이를 산출하고, 상기 위치산출수단에 의해 산출된 상기 이동경로상의 복수 지점의 위치정보에, 이동량에 동반하여 일률의 방향 오차가 가산되어 있는 것으로 하며, 상기 복수 지점의 위치정보로부터 해당 방향 오차를 삭제하여 가는 보정을 실행하는 것을 특징으로 하는 측위장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 차이정보에는 방향과 크기의 정보가 포함되고,
    상기 보정수단은,
    상기 위치산출수단의 위치정보에 의거해서 구해지는 상기 제 1 기준지점부터 상기 제 2 기준지점까지의 거리와 상기 측위수단의 측위결과에 의거해서 구해지는 상기 제 1 기준지점부터 보정대상의 지점까지의 거리의 비율을 산출하는 동시에, 상기 위치산출수단의 위치정보에 의거해서 구해지는 상기 제 1 기준지점을 중심으로 한 상기 제 2 기준지점부터 상기 보정대상의 지점까지의 회전각을 산출하고, 상기 차이정보의 크기 정보를, 상기 비율산출수단에 의해 산출된 비율에 대응시켜서 증감하며, 또한, 상기 차이정보의 방향 정보를, 상기 회전각 산출수단에 의해 산출된 회전각에 대응시켜서 변화시키고, 이 크기의 정보가 증감되며, 또한 방향의 정보가 변화된 차이정보를, 상기 위치산출수단에 의해 산출된 상기 보정대상 지점의 위치정보에 가산하는 것으로, 해당 위치정보의 보정을 실행하는 것을 특징으로 하는 측위장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 측위장치는 상기 위치산출수단에 의해 산출된 복수 지점의 위치정보를 포함하는 이동이력정보를 기억하는 기억수단을 추가로 구비하고,
    상기 보정수단은 상기 이동이력정보에 포함되는 상기 복수 지점의 위치정보에 대해서 보정연산을 실행하는 것을 특징으로 하는 측위장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동계측수단에 의한 계측 및 상기 위치산출수단에 의한 위치정보의 산출이 연속적으로 실행되는 한편, 상기 측위수단에 의한 현재위치의 측정은 간헐적으로 실행되고,
    상기 보정수단은 상기 측위수단에 의해 간헐적으로 위치정보가 측정된 2개의 지점을 상기 제 1 기준지점 및 상기 제 2 기준지점으로 하여, 상기 위치산출수단에 의해 산출된 위치정보의 보정을 실행하는 것을 특징으로 하는 측위장치.
13. 현재위치의 측정이 가능한 측위수단과, 상대적인 위치변동의 계측을 실행하는 이동계측수단을 이용하여, 이동경로상의 복수 지점의 위치정보를 구하는 측위방법에 있어서,
    제 1 기준지점의 위치정보와, 상기 이동계측수단의 계측에 의해서 취득된 위치변동의 정보에 의거해서 이동경로중의 복수 지점의 위치정보를 산출하는 위치산출스텝과,
    상기 이동경로상의 임의의 제 2 기준지점에 대해, 상기 위치산출스텝에 의해 산출된 위치정보가 나타내는 위치와, 상기 측위수단의 측위결과가 나타내는 위치의 차를 나타내는 차이정보를 구하는 차이정보취득스텝과,
    상기 차이정보에 의거해서 상기 위치산출스텝에 의해 산출된 상기 이동경로상의 다른 지점의 위치정보를 보정하는 보정스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 측위방법.

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