JP2004294452A

JP2004294452A - 移動距離導出方法及び装置

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Publication number: JP2004294452A
Application number: JP2004215533A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Okamoto; 達也岡本; Toshiji Baba; 利治馬場; Motoki Ishiguro; 元基石黒; Kazutsugu Kaneko; 一嗣金子; Masahiko Sakaguchi; 政彦坂口; Junichi Nishida; 順一西田
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】車両の移動状態の変化又は搭載される車両自体が変更された場合でも、正確に移動距離を導出することが可能な移動距離導出装置を提供する。
【解決手段】本発明は、移動に伴ってパルス信号を生成する移動体の移動速度を算出する速度算出手段と、前記算出された移動速度を、当該移動速度を算出した際に用いた単位時間当たりの前記パルス信号のパルス数で除することにより算出される１パルス当たりの移動距離である単位移動距離を所定タイミング毎に算出する距離算出手段と、前記算出した単位移動距離を当該算出時の移動状態に応じて別個複数に分けて記憶する記憶手段と、移動時に、前記記憶された複数の単位移動距離のうち当該移動における移動状態に対応した前記単位移動距離を選択する選択手段と、前記移動時に、前記選択した単位移動距離及び前記パルス信号に基づいて前記移動体の移動距離を導出する導出手段と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、測位電波を受信して測定する方法と自立的に測定する方法とを併用して、車両等の移動体における移動距離を測定して導出するための移動距離導出方法及び装置の技術分野に属する。

現在、例えば、自動車、航空機、船舶等の各種の移動体のための測位装置として、移動体が現在存在している地点を含む地図上の当該地点に当該移動体の位置を示す位置マークを重畳して表示し、これに基づいて目的地までの経路誘導を行う、いわゆるナビゲーション装置が知られている。これらのナビゲーション装置のうち、車両に搭載される車両ナビゲーション装置には、大別して自立型ナビゲーション装置とＧＰＳ（Global Positioning System ）型ナビゲーション装置がある。

前者は、移動体に備えられた速度センサ及び角速度センサ等により移動体の移動方向及び移動距離を求め、それを基準地点に加算して現在位置を算出し、算出した現在位置に基づいて、表示画面上に位置マーク及び該当する地図を表示するものである。

また、後者は、宇宙空間に打ち上げられている複数個のＧＰＳ衛星からの測位電波を受信し、受信結果に基づいて３次元測量法又は２次元測量法により移動体の現在位置を算出し、算出した現在位置に基づいて、表示画面上に位置マーク及び該当する地図を表示するものである。

更に最近では、上述の自立型とＧＰＳ型の双方の機能を備えた、いわゆるハイブリッド型の車両ナビゲーション装置が一般化しつつある。

上述の各車両ナビゲーション装置によれば、使用者（運転者）は自己の現在位置と当該現在位置付近の地図とを関連付けて把握することができるために、初めて通過する地域であっても、迷うことなく目的地まで到達することができる。

一方、上記車両ナビゲーション装置において、移動体の移動距離を算出する方法としては、上記測位電波に基づいて算出する方法の他に、タイヤの回転（すなわち車軸の回転）に基づいて出力されるパルス信号（タイヤの１回転に対して所定のパルス数を有する。）を用いて、測位電波を用いて測定した移動速度（km／ｈ）を秒速に変換し、当該変換した秒速を１秒間に発生する上記パルス信号のパルス数で除することに１パルス当たりの移動距離（ｍ／パルス）（以下、単位移動距離という。）を算出し、算出された単位移動距離に移動間に検出された総パルス数を乗ずることにより自立的に移動距離を算出する方法がある。

ここで、実際の移動距離算出上の精度としては、測位電波に基づいて算出した移動距離については、測位に使用できるＧＰＳ衛星の数や移動体の存在する位置の周辺状況による測位電波の受信状態の変化等に起因して、必ずしも常に高精度で移動距離が算出できるとは限らず、また、移動体がトンネル等の測位電波が到達しない地点に移動した場合には、測位電波を再度受信するまでに移動した距離は加算されない場合があり、誤差が大きくなることが多い。従って、特に、上記ハイブリッド型の車両ナビゲーション装置においては、通常は、上記単位移動距離を更新しつつ常に保持し、当該単位移動距離と移動に伴って生成されるパルス信号におけるパルス数に基づいて移動距離を算出している。そして、必要に応じて上記保持している単位移動距離を測位電波に基づいて補正し、移動距離を算出することを行っている。

このように、常に更新した単位移動距離を用いて自立的に算出した移動距離を測位電波により算出した移動距離で補正するように構成することにより、より正確に移動体の移動距離を求めることができる。

しかしながら、上記パルス信号に基づく移動距離の算出においては、移動体の移動状態の変化により単位移動距離が異なってくるため、当該移動状態が変化したときには、正確に移動距離が算出できなくなる場合があるという問題点があった。

この移動状態の変化による移動距離の誤差について、移動体が車両の場合を例に上げて説明すると、例えば、冬季に走行する場合に夏用タイヤを冬用タイヤに交換すると、夏用タイヤと冬用タイヤではタイヤの直径や空気圧が異なるため、必然的に単位移動距離が異なることとなるが、このとき、夏用タイヤに基づいて算出された単位移動距離に基づいて、冬用タイヤに交換した後の単位移動距離を上記更新処理により更新すると、夏用タイヤと冬用タイヤでは上記単位移動距離が大きく異なるため更新に不要な時間が必要となり、冬用タイヤに適した単位移動距離が得られるまでは単位移動距離の誤差が大きく、正しい移動距離が算出されないという第１の問題点があった。

また、冬用タイヤに交換した後に当該冬用タイヤに適した単位移動距離が得られた場合でも、一時的にチェーンを装着したり、スリップしたりすることにより移動状態が変化した場合には、当該チェーンの装着やスリップは短期的な現象であるにも拘らず、当該チェーンの装着やスリップに基づいて単位移動距離が更新されることとなるので、チェーンをはずした場合やスリップが停止した後においては、単位移動距離が不連続に変化することとなり、再び元の冬タイヤに適した単位移動距離が得られるまでは当該単位移動距離の誤差が大きく、正しい移動距離が算出されないという第２の問題点があった。

更に、車両が後進した場合を考えると、通常、車両の後進時には、変速機を後進に設定することにより、後進していることを示す後進信号（バックアップランプを点灯させるための信号）が生成されるが、従来の上記車両ナビゲーション装置においては、後進信号の論理レベル（一般的には後進時に“Ｈ”となる。）を監視し、これが“Ｈ”となっているときの車両の移動距離は車両ナビゲーション装置上における移動距離（前進時の移動距離）には加算しないこととしている。しかしながら、複数種類の車両に適用可能とすべき車両ナビゲーション装置においては、例えば、後進時に“Ｌ”となる後進信号を生成する車両に対しては、後進信号が“Ｌ”のときの車両の移動距離を車両ナビゲーション装置上における移動距離には加算しないように構成する必要があるため、上記従来の車両ナビゲーション装置（後進信号の論理レベルが“Ｈ”となっているときの移動距離を車両ナビゲーション装置上における移動距離に加算しない構成を有する。）では後進時に“Ｌ”となる後進信号を生成する車両に対応できず、後退時の移動距離が前進時の移動距離に加算されてしまい、移動距離の誤差が大きくなるという第３の問題点があった。

更にまた、複数種類の車両に適用可能とすべき車両ナビゲーション装置においては、従来、上記パルス信号における高周波数帯域のノイズを除去するためのＬＰＦを備えているが、車種によっては、車軸一回転当たりに出力されるパルス数が異なるため、例えば、車軸一回転当たりに出力されるパルス数が高パルス数である車両に適応するようにＬＰＦの周波数帯域を設定すると、車軸一回転当たりに出力されるパルス数が低パルス数である車両における高周波周帯域のノイズが実質的に除去できず、当該低パルス数の車両におけるパルス信号にノイズが重畳されることとなり、ノイズが重畳されたパルス信号に基づいて移動距離を算出すると移動距離の誤差が大きくなるという第４の問題点があった。

そこで、本発明は、上記の各問題点に鑑みて成されたもので、その課題は、移動体の移動状態が変化したり、或は搭載される車両自体が変化した場合でも、正確に移動距離を導出することが可能な移動距離導出方法及び装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、移動に伴ってパルス信号を生成する移動体の移動速度を算出する速度算出手段と、前記算出された移動速度を、当該移動速度を算出した際に用いた単位時間当たりの前記パルス信号のパルス数で除することにより算出される１パルス当たりの移動距離である単位移動距離を所定タイミング毎に算出する距離算出手段と、前記算出した単位移動距離を当該算出時の移動状態に応じて別個複数に分けて記憶する記憶手段と、移動時に、前記記憶された複数の単位移動距離のうち当該移動における移動状態に対応した前記単位移動距離を選択する選択手段と、前記移動時に、前記選択した単位移動距離及び前記パルス信号に基づいて前記移動体の移動距離を導出する導出手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、移動に伴ってパルス信号を生成する移動体の移動速度を算出する速度算出工程と、前記算出された移動速度を、当該移動速度を算出した際に用いた単位時間当たりの前記パルス信号のパルス数で除することにより算出される１パルス当たりの移動距離である単位移動距離を所定のタイミング毎に算出する距離算出工程と、前記算出した単位移動距離を当該算出時の移動状態に応じて別個複数に分けて記憶する記憶工程と、移動時に、前記記憶された複数の単位移動距離のうち当該移動における移動状態に対応した前記単位移動距離を選択する選択工程と、前記移動時に、前記選択した単位移動距離及び前記パルス信号に基づいて前記移動体の移動距離を導出する導出工程と、を備えたことを特徴とする。

次に、本発明に好適な実施の形態について図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態においては、本発明を自動車等における車両ナビゲーション装置に適用した場合について説明する。
（Ｉ）装置構成
始めに、本実施形態の車両ナビゲーション装置の全体構成について、図１を用いて説明する。

図１に示すように、実施形態に係る車両ナビゲーション装置装置Ｓは、自車の方向変換時の角速度を検出し、角速度データ及び相対方位データを出力する角速度センサ１と、車輪の回転に伴って出力されるパルス信号におけるパルス数をカウントすることにより上記単位移動距離を算出し、距離データＳ_Ｄとして後述のバスライン９を介して後述のＣＰＵ６に出力する走行距離センサ２と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ測位データを出力すると共に、自車の進行方向の絶対方位データを出力するＧＰＳレシーバ３と、相対方位データ、角速度データ、走行距離データ、ＧＰＳ測位データ及び絶対方位データに基づいて、ナビゲーション装置全体の制御を行うシステムコントローラ４と、各種データを入力するためのリモコン装置等の入力装置１０と、システムコントローラ４の制御の下、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory ）ディスクＤＫから車線数、道幅等を含む道路データ等の各種データを読出し、出力するＣＤ−ＲＯＭドライブ１１と、システムコントローラ４の制御の下、各種表示データを表示する表示ユニット１２と、システムコントローラ４の制御の下で各種音声データを再生し、出力する音響再生ユニット１７と、を備えて構成される。

また、システムコントローラ４は、ＧＰＳレシーバ３等の外部センサとのインターフェース動作を行うインターフェース部５と、システムコントローラ４全体を制御するＣＰＵ６と、システムコントローラ４を制御する制御プログラム等が格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）７と、図示しない不揮発性メモリ等を有し、入力装置１０を介して使用者により予め設定された経路データ等の各種データを読み出し可能に格納するＲＡＭ８とを備えており、入力装置１０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１１、表示ユニット１２及び音響再生ユニット１７とは、バスライン９を介して接続されている。

更に、表示ユニット１２は、バスライン９を介してＣＰＵ６から送られる制御データに基づいて表示ユニット１２全体の制御を行うグラフィックコントローラ１３と、ＶＲＡＭ（Video RAM ）等のメモリからなり、即時表示可能な画像情報を一時的に記憶するバッファメモリ１４と、グラフィックコントローラ１３から出力される画像データに基づいて、液晶、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等のディスプレイ１６を表示制御する表示制御部１５と、を備えて構成されている。

また、音響再生ユニット１７は、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１１又はＲＡＭ８からバスライン９を介して送られる音声ディジタルデータのＤ／Ａ変換を行うＤ／Ａコンバータ１８と、Ｄ／Ａコンバータ１８から出力される音声アナログ信号を増幅する増幅器１９と、増幅された音声アナログ信号を音声に変換して出力するスピーカ２０と、を備えて構成されている。

上記の構成において、走行距離センサ２とＣＰＵ６との間では、走行距離センサ２からＣＰＵ６へ上記距離データＳ_Ｄが出力されると共に、ＣＰＵ６から走行距離センサ２へは、ＧＰＳセンサ３から取得したＧＰＳ測位データに基づいてＣＰＵ６において算出されたＧＰＳ速度データＳ_Ｇ及び入力装置１０から入力された切換情報に基づく後述の走行距離センサ２内の複数のＲＡＭからの複数の出力信号を切り換えるためのＲＡＭ切換信号Ｓ_Ｃが出力される。

次に、本発明の特徴である走行距離センサ２の構成について、図２を用いて説明する。

図２に示すように、走行距離センサ２は、車両ナビゲーション装置Ｓが装備されている車両の車軸の回転に伴って出力される上記パルス信号Ｓ_Ｐからノイズを除去するためのＬＰＦであって、上記パルス信号Ｓ_Ｐの車軸一回転毎のパルス数が多いときに当該パルス信号Ｓ_Ｐにおける高周波領域のノイズを除去する高パルス数用ＬＰＦ３０と、パルス信号Ｓ_Ｐからノイズを除去するためのＬＰＦであって、上記パルス信号Ｓ_Ｐの車軸一回転毎のパルス数が少ないときに当該パルス信号Ｓ_Ｐにおける高周波領域のノイズを除去する低パルス数用ＬＰＦ３１と、後述のサブＣＰＵ３４からのスイッチ制御信号Ｓ_ＳＷに基づいて、上記高パルス数用ＬＰＦ３０と低パルス数用ＬＰＦ３１とを切り換えるスイッチ３２及び３３と、走行距離センサ２全体を制御すると共に、ＣＰＵ６からのＧＰＳ速度データＳ_Ｇ及びＲＡＭ切換信号Ｓ_Ｃに基づいて、後述のフローチャートで示す処理を行って距離データＳ_ＤをＣＰＵ６に出力するサブＣＰＵ３４と、夏用タイヤに対応する上記単位移動距離を一時的に記憶すると共に出力するＲＡＭ３５と、冬用タイヤに対応する上記単位移動距離を一時的に記憶すると共に出力するＲＡＭ３６と、により構成されている。なお、サブＣＰＵ３４には、単位移動距離を更新した回数ｎを計数するカウンタ３４Ｃが含まれている。

図１及び図２に示す構成において、システムコントローラ４に含まれるＣＰＵ６が、速度算出手段及び選択手段として機能し、走行距離センサ２内のサブＣＰＵ３４が算出手段、導出手段、距離算出手段、誤差算出手段、係数更新手段、測定手段、判定手段、導出手段及び検出手段として機能する。更に、ＲＡＭ３５及び３６が記憶手段として機能する。
（II）動作
次に、本発明に係る上記車両ナビゲーション装置Ｓの動作を説明する。

なお、以下の各フローチャートで示される動作は、主としてサブＣＰＵ３４及びＣＰＵ６において実行されるものであり、車両ナビゲーション装置Ｓ全体を制御してナビゲーション動作を実行するメインナビゲーションプログラムの一部として実行される。従って、メインナビゲーションプログラム実行中は、常時実施形態のフローチャートで示される動作が実行されていることとなる。

また、以下の実施形態におけるフローチャートに対応するプログラムは、制御プログラムとしてＲＯＭ７又はサブＣＰＵ３４内の図示しないＲＯＭに予め格納されており、必要に応じて読み出されるものである。

更に、図３に示す移動距離の算出処理が行われる前には、車両ナビゲーション装置Ｓが装備されている車両が夏用タイヤを装着しているか或は冬用タイヤを装着しているかが入力装置１０により予め設定され、それがサブＣＰＵ３４内の図示しないＲＡＭに記憶されているものとする。

先ず、サブＣＰＵ３４における移動距離の算出処理の全体処理について図３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図３に示すフローチャートで示される処理は、約１秒に１回の割合で実行され、移動距離が算出されて距離データＳ_Ｄとして出力される。

図３に示すように、移動距離の算出処理においては、先ず、車両のイグニッションスイッチがオンとされると、カウンタ３４Ｃが初期化される（より具体的には、カウント値が「０」とされる。）（ステップＳ１）。初期化が終了すると（ステップＳ１）、次に、後述の収束した単位移動距離切換ルーチンに移行する（ステップＳ２）。ステップＳ２における単位移動距離切換ルーチンは、予め算出して目標値近辺に収束させた状態でＲＡＭ３５に格納されている夏用タイヤに対応する単位移動距離と予め算出して目標値近辺に収束させた状態でＲＡＭ３６に格納されている冬用タイヤに対応する単位移動距離とをＣＰＵ６からのＲＡＭ切換信号Ｓ_Ｃに基づいて切り換えて取得する処理である。単位移動距離切換ルーチンにおける細部の処理及び単位移動距離の収束動作については後述する。

単位移動距離切換ルーチンが終了すると（ステップＳ２）、次に、カウンタ３４Ｃの値が「０」か否かが判定される（ステップＳ３）。そして、カウンタ３４Ｃの値が「０」でない場合には（ステップＳ３；ＮＯ）、最新の単位移動距離の値に対して移動距離を測定すべき時間におけるパルス信号Ｓ_Ｐのパルス数を乗じることにより、当該測定すべき時間における移動距離を算出し（ステップＳ４）、距離データＳ_Ｄとしてバスライン９を介してＣＰＵ６に出力し、ステップＳ５の処理に移行する。このとき、後退信号の論理レベルが、後述のステップＳ１０における前進／後退論理自動判別ルーチンにおいて後退中であると判別された論理レベルである場合には、そのときの移動距離は加算せずに処理を行う。

一方、ステップＳ３における処理において、カウンタ３４Ｃの値が「０」である場合には（ステップＳ３；ＹＥＳ）、次に、車両が停止しているか否かがパルス信号Ｓ_Ｐの有無又はＣＰＵ６からのＧＰＳ速度に基づいて判定され（ステップＳ５）、停止でなければ（ステップＳ５；ＮＯ）ステップＳ６に移行し、停止である場合には（ステップＳ５；ＹＥＳ）元のメインナビゲーションプログラムに戻る。

ステップＳ５における判定において、車両が移動中である場合には（ステップＳ５；ＮＯ）、次に、ＣＰＵ６からのＧＰＳ速度データＳ_Ｇに基づいて、測位電波により算出された速度（以下、ＧＰＳ速度という。）が所定の等速度と看做し得る速度範囲にあるか否かが判定される（ステップＳ６）。より具体的には、４個の連続したＧＰＳ速度をサブＣＰＵ３４内の図示しないバッファに保持し、上記４個のＧＰＳ速度のうち、任意の２個のＧＰＳ速度同士の速度差を求め、全ての２個の組合わせてについての上記速度差が、全て等速度と看做し得る速度範囲内にあるか否かが判定される。ここで、所定の等速度と看做し得る速度範囲とは、カウンタ３４Ｃにおけるカウント値ｎ（単位移動距離を算出した回数）に対応して、回数を重ねる度に単位移動距離の精度を向上させるべく、例えば図５右列のように予め設定されている。

そして、等速度と看做し得る速度範囲にない場合には（ステップＳ６；ＮＯ）、単位移動距離を更新せずにステップＳ２の処理に戻り、等速度と看做し得る速度範囲にある場合には（ステップＳ６；ＹＥＳ）、次に、パルス信号Ｓ_Ｐにおける単位時間当たり（例えば、１秒毎）のパルス数が所定の等速度と看做し得るパルス数の範囲にあるか否かが判定される（ステップＳ７）。より具体的には、ＧＰＳ速度の場合と同様に、４個の連続した単位時間当たりのパルス数をサブＣＰＵ３４内の図示しないバッファに保持し、上記４個の単位時間当たりのパルス数のうち、任意の２個の単位時間当たりのパルス数同士の差を求め、全ての２個の組合わせてについての上記差が、全て等速度と看做し得るパルス数の範囲内にあるか否かが判定される。ここで、所定の等速度と看做し得るパルス数の範囲とは、カウンタ３４Ｃにおけるカウント値ｎに対応して、回数を重ねる度に単位移動距離の精度を向上させるべく、例えば図５左列のように予め設定されている。

そして、等速度と看做し得るパルス数の範囲にない場合には（ステップＳ７；ＮＯ）、単位移動距離を更新せずにステップＳ２の処理に戻る。一方、等速度と看做し得るパルス数の範囲にある場合には（ステップＳ７；ＹＥＳ）、パルス信号Ｓ_Ｐに基づいて算出される自立測位系における移動速度とＧＰＳ速度とが双方ともに等速度であるということとなる。この状態は、図４に示す等速度部分に該当し、ＧＰＳ速度の算出タイミングと自立測位系における移動速度の算出タイミングとの間における算出タイミングのタイムラグの影響が存在しない状態であると判断されるのである。

ステップＳ６及びＳ７に示す条件が満たされると、サブＣＰＵ３４は、ＧＰＳ速度をパルス信号Ｓ_Ｐにおける単位時間（１秒）当たりのパルス数で除することにより、単位移動距離を算出する（ステップＳ８）。

次に、カウンタ３４Ｃの値が「１」か否かが判定され（ステップＳ９）、「１」である場合には（ステップＳ９；ＹＥＳ）車両の移動のごく初期の段階であるとして後述の前進／後退論理自動判別ルーチンを実行し（ステップＳ１０）、その後、ステップＳ１１に移行する。ステップＳ１０における前進／後退論理自動判別ルーチンは、車両の後進時における移動距離を前進時における本来算出すべき移動距離に加算しないようにするため、前進時における後退信号の論理レベルを記憶しておき、図３に示す移動距離の算出処理中に後退信号を監視して、移動距離算出ステップ（ステップＳ４）において、上記前進時における後退信号の論理レベル以外の論理レベルであれば、後退中であるとしてそのときの移動距離を加算しないようにするための処理である。また、カウント値ｎが「１」のときに前進／後退論理自動判別ルーチンを実行するのは、後退信号における論理レベルの確認は移動距離の算出処理を行う際になるべく早期に後退時の論理レベルを把握して必要があるからである。なお、前進／後退論理自動判別ルーチンの細部処理については、後述する。

ステップＳ９における判定において、カウント値ｎが「１」でないときは（ステップＳ９；ＮＯ）、次に、カウント値ｎが「１」又は「ａ」であるか否かが判定される（ステップＳ１１）。ここで、カウント値「ａ」は、単位移動距離における誤差がほとんど零に近くなっていると判断される更新回数の値、すなわち、単位移動距離が十分に収束していると判断できる当該単位移動距離の更新回数とされ、具体的なａの値は、例えば、「１５０」とされる。

ステップＳ１１における判定において、カウント値ｎが「１」又は「ａ」であった場合には（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、次に、最新の単位移動距離をＲＡＭ３５又はＲＡＭ３６に格納し（ステップＳ１２）、その後、ステップＳ１３に移行する。このとき、図３に示す移動距離算出処理が実行される車両が夏用タイヤを装着していることが予め設定されていれば、ステップＳ４で更新された単位移動距離はＲＡＭ３５に記憶され、冬用タイヤを装着していることが予め設定されていれば、更新された単位移動距離はＲＡＭ３６に記憶される。また、カウント値ｎが「１」のときにＲＡＭ３５又はＲＡＭ３６に格納するのは、後のカウント値ｎ（２以上のカウント値ｎ）のときに、最初に算出され格納されている単位移動距離に基づいて移動距離の算出を行うためであり、カウント値ｎが「ａ」のときにＲＡＭ３５又はＲＡＭ３６に格納するのは、単位移動距離としての精度が十分に向上した後にそれを格納するためである。

ステップＳ１１における判定において、カウント値ｎが「１」又は「ａ」でない場合には（ステップＳ１１；ＮＯ）、次に、カウント値ｎが「ａ」か否かが判定される（ステップＳ１３）。そして、カウント値ｎが「ａ」であった場合には（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、次に、後述のノイズフィルタ自動切換ルーチンを実行し（ステップＳ１４）、その後、ステップＳ１５に移行する。ステップＳ１４におけるノイズフィルタ自動切換ルーチンは、最新の単位移動距離に基づいて、車軸一回転毎のパルス数の多少を判別し、高パルス数用ＬＰＦ３０と低パルス数用ＬＰＦ３１とを切り換える処理である。また、カウント値ｎが「ａ」のときにノイズフィルタ自動切換ルーチンを実行するのは、高パルス数用ＬＰＦ３０と低パルス数用ＬＰＦ３１との周波数帯域の差に対応して、高パルス数用ＬＰＦ３０と低パルス数用ＬＰＦ３１とを判別するのに十分な程度に単位移動距離の精度が向上していると判断できるときにステップＳ１４の処理を行うためである。なお、ノイズフィルタ自動切換ルーチンの細部処理については、後述する。

ステップＳ１３における判定において、カウント値ｎが「ａ」でないときは（ステップＳ１３；ＮＯ）、次に、カウント値ｎが「ａ」以上であるか否かが判定される（ステップＳ１５）。そして、カウント値ｎが「ａ」以上であった場合には（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、次に、単位移動距離誤差自動判別ルーチンとしてステップＳ１６及びＳ１７の処理を行う。ステップＳ１６及びＳ１７における単位移動距離誤差自動判別ルーチンは、例えば、車両がチェーンを装着したり或はスリップしたりしたときに、そのまま上述の単位移動距離の更新を行うと、チェーンの装着又はスリップ等による一時的な単位移動距離の変化がそのまま単位移動距離の更新に反映され、単位移動距離の精度の低下を招くこととなるので、これを防止するための処理である。また、カウント値ｎが「ａ」以上のときに単位移動距離誤差自動判別ルーチンを実行するのは、当該誤差を判別するのに十分な程度に単位移動距離の精度が向上していると判断できるときに当該誤差の判別を行うためである。

単位移動距離誤差自動判別ルーチンとしてより具体的には、今回のカウント値ｎに対応する単位移動距離と前回のカウント値ｎ（（今回のカウント値ｎ）−１）に対応する単位移動距離との誤差が判定される（ステップＳ１６）。そして、当該誤差の大きさが判定され（ステップＳ１７）、誤差が大きい場合（より具体的には、例えば、誤差が３％以内でない場合）には（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、チェーンの装着又はスリップ等が起こっているとして、単位移動距離の更新は行わずにそのままステップＳ２に戻る。

一方、誤差が大きくない場合（より具体的には、例えば、誤差が３％以内である場合）には（ステップＳ１７；ＮＯ）単位移動距離の値を更新すべくステップＳ１８に移行する。

また、ステップＳ１５における判定において、カウント値ｎが「ａ」以上でない場合には（ステップＳ１５；ＮＯ）、次に、サブＣＰＵ３４内の図示しないバッファに格納されている単位移動距離をステップＳ８で算出された値に更新する（ステップＳ１８）、その後、カウンタ３４Ｃの値を「１」だけインクリメントし（ステップＳ１９）、次に算出する（ステップＳ６乃至Ｓ８）単位移動距離の精度をカウンタ３４Ｃのカウント値の上昇に伴って向上させるため、次回の単位移動距離を演算するとき（ステップＳ６乃至Ｓ８）の条件を変更する（ステップＳ２０）。より具体的には、ＧＰＳ速度における等速度条件（ステップＳ６）である等速度と看做し得る速度範囲を所定量（例えば、０．１ｋｍ／ｈ）だけ狭める。

更に、パルス信号Ｓ_Ｐに関する等速度条件（ステップＳ７）である等速度と看做し得るパルス数の範囲を所定量だけ狭める（例えば、１パルス減少させる。）（ステップＳ２１）。

ここで、ステップＳ２０及びＳ２１の処理によってカウンタ３４Ｃのカウント値に対応してＧＰＳ速度における等速度条件及びパルス信号Ｓ_Ｐに関する等速度条件を徐々に厳密にした場合の変化を示すと上記図５に示すようになる。上記ステップＳ２０及びＳ２１に示すように双方の等速度条件を徐々に厳密にするのは、初めから高い精度で単位移動距離を求めようとしたとき、算出まで長い時間が必要となり、算出時間の間は距離データＳ_Ｄが利用できなくなるのを防止するためである。

そして、二つの等速度条件の許容範囲を設定し直した（ステップＳ２０及びＳ２１）後はステップＳ２に戻る。

次に、ステップＳ２における単位移動距離切換ルーチンの細部処理について、図６のフローチャートを用いて説明する。

図６に示すように、単位移動距離切換ルーチンにおいては、初めに、入力装置１０から単位移動距離切り換え要求がされたか否かが判定される（ステップＳ２０）。このとき、使用者は、夏用タイヤを冬用タイヤに交換したか又は冬用タイヤを夏用タイヤに交換した場合には、入力装置１０から単位移動距離切り換え要求を入力する。そして、ＣＰＵ６は単位移動距離切り換え要求が入力されると、サブＣＰＵ３４に対してＲＡＭ切換信号Ｓ_Ｃを出力する。その後、ＣＰＵ６からのＲＡＭ切換信号Ｓ_Ｃにより単位移動距離切り換え要求が入力されたことが認識されると（ステップＳ２０；ＹＥＳ）、サブＣＰＵ３４は、現在更新している単位移動距離を示す単位移動距離データＳ_Ｏを対応するＲＡＭ３５又はＲＡＭ３６に出力して記憶させ（ステップＳ２１）、その後、単位移動距離切り換え要求により指定された夏用タイヤ又は冬用タイヤに対応する単位移動距離を示す単位移動距離データＳ_Ｏを対応するＲＡＭ３５又はＲＡＭ３６から読み出し（ステップＳ２２）、図３に示す処理に戻る。

一方、ステップＳ２０における処理において、単位移動距離切り換え要求がされていないときは（ステップＳ２０；ＮＯ）、単位移動距離の切り換えを行わずにそのまま図３に示す処理に戻る。

なお、ＲＡＭ３５又はＲＡＭ３６のいずれにも単位移動距離を示す単位移動距離データＳ_Ｏが記憶されていないごく初期の段階においては、夏用タイヤ又は冬用タイヤのいずれかを装着して算出された単位移動距離が、ＲＡＭ３５又はＲＡＭ３６の双方に記憶される。そして、記憶された単位移動距離に対応するタイヤ以外のタイヤが装着されたときに、当該タイヤに対応するＲＡＭ３５又はＲＡＭ３６にそのときに更新された単位移動距離が記憶されることとなる。

次に、ステップＳ１０における前進／後退論理自動判別ルーチンの細部処理について、図７（ａ）のフローチャートを用いて説明する。

図７（ａ）に示すように、前進／後退論理自動判別ルーチンにおいては、カウント値ｎが「１」であった場合には（ステップＳ９；ＹＥＳ）、次に、後退信号（バック信号）における現在の論理レベル（“Ｈ”か或は“Ｌ”か）を判別し（ステップＳ４０）、それをサブＣＰＵ３４内の図示しないＲＡＭに記憶して図３に示す処理に戻る。このとき、図３に示す処理は通常前進中に行われるので、前進／後退論理自動判別ルーチンにおいて記憶した後退信号の論理レベルは前進中における後退信号の論理レベルに相当することとなる。従って、カウント値ｎが２以上のときの移動距離算出処理（ステップＳ４）においては、後退信号の論理レベルがステップＳ４０で判別された論理レベル以外の論理レベルである場合には、そのときに算出された移動距離は、全体の移動距離の積算には加えられない。なお、前進／後退論理自動判別ルーチンにおける後退信号の論理レベルの判定における正確さを向上させるため、ステップＳ６及びＳ７における等速度条件の判定における等速度の値（図４中符号「Ｘ」で示す。）は、後退時には取り得ない値（例えば、３０km／ｈ）とされる。

次に、ステップＳ１４におけるノイズフィルタ自動切り換えルーチンの細部処理について、図７（ｂ）のフローチャートを用いて説明する。

図７（ｂ）に示すように、ノイズフィルタ自動切り換えルーチンにおいては、カウント値ｎが「ａ」であった場合には（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、次に、最新の単位移動距離の長短を判定し（ステップＳ４５）、その値に対応してサブＣＰＵ３４からのスイッチ制御信号Ｓ_ＳＷによりスイッチ３２及び３３を切り換え、高パルス数用ＬＰＦ３０と低パルス数用ＬＰＦ３１とを選択し（ステップＳ４６）、パルス信号Ｓ_Ｐが選択された高パルス数用ＬＰＦ３０又は低パルス数用ＬＰＦ３１に入力され、高周波ノイズが除去されたＳ_Ｐ' としてスイッチ３３からサブＣＰＵ３４へ出力されるようにする。ステップＳ４６における処理について具体的には、例えば、単位走行距離が３０cm以上（車軸一回転におけるパルス数が約５パルス以下に相当する。）のときに低パルス数用ＬＰＦ３１が選択される。以上説明したように、図３に示す実施形態の移動距離算出処理においては、単位移動距離切換ルーチン（ステップＳ２）において、複数の移動状態に対応した複数の単位移動距離を別個に記憶し、移動時に当該移動時の移動状態に対応した単位移動距離を選択し、当該選択した単位移動距離とパルス数に基づいて移動距離を導出するので、移動状態に適応した移動距離の算出が可能となる。

また、単位移動距離誤差自動判別ルーチン（ステップＳ１６及びＳ１７）において、今回のカウント値ｎに対応する単位移動距離と前回のカウント値ｎに対応する単位移動距離との誤差が所定の閾値（３％）以下のときのみ単位移動距離を更新し、その後は、更新された単位移動距離並びにパルス数に基づいて移動距離を導出するので、自車の移動状態が変更された場合等の単位移動距離の誤差の大きいとき（ステップＳ１７の処理において「ＹＥＳ」に相当する。）には単位移動距離が更新されないこととなり、大きい誤差が単位移動距離に与える影響を除去することができ、従って、大きい誤差が移動距離の導出に与える影響を除去することができる。

更に、前進／後退論理自動判別ルーチン（ステップＳ１０）において、車両が３０ｋｍ／ｈ以上で前進中のときの後退信号の論理レベルを予め検出し、実際の移動距離の算出においては、後退信号の論理レベルが上記前進中の論理レベルと異なるときの移動距離を算入せずに移動距離を算出するので、前進中の自車の移動距離に後進中の移動距離が算入されることがなく、正確に車両の移動距離を導出することができる。

更にまた、ノイズフィルタ自動切り換えルーチン（ステップＳ１４）において、単位移動距離毎に対応する高パルス数用ＬＰＦ３０又は低パルス数用ＬＰＦ３１を選択してパルス信号Ｓ_Ｐの高周波ノイズを除去し、当該高周波ノイズが除去されたパルス信号Ｓ_Ｐ及び単位移動距離に基づいて自車の移動距離を導出するので、高周波ノイズがパルス信号Ｓ_Ｐに与える影響を効果的に除去して移動距離を導出することができる。なお、上記の実施形態においては、ＬＰＦを２種類のみとしたが、これに限らず、透過するパルス信号Ｓ_Ｐの周波数帯域が夫々に異なる３以上複数のＬＰＦを設け、単位移動距離に基づいてより細かく切り換えるようにしてもよい。
（III ）応用例
次に、図３乃至図７に示す処理により算出した移動距離を用いた車両ナビゲーション装置Ｓの応用動作について説明する。
（Ａ）トリップメータ機能
初めに、算出した移動距離を用いた車両ナビゲーション装置Ｓにおけるトリップメータ機能について、図８を用いて説明する。なお、ここで、トリップメータ機能とは、一日の総走行距離を算出する機能をいう。

車両ナビゲーション装置Ｓにおけるトリップメータ機能においては、原則として、ＣＰＵ６の時刻計時機能における一日に間に、イグニッションスイッチ（より具体的には、ＡＣＣ（Accessory ）スイッチ）がオンされたときからイグニッションスイッチがオフされたときまでの移動距離を図３乃至図７に示す処理により算出し、これを繰返して夫々に算出された移動距離を一日の間で積算することにより一日の総走行距離を算出する。

ここで、自車の種々の移動状態に対応するトリップメータ機能について説明する。
（ｉ）日付変更時点でイグニッションスイッチがオンとされているとき（Ｉ）（図８（ａ）に対応）
この場合には、イグニッションスイッチがオンとされている間は全て一日とし看做して移動距離を算出し、現在までの総走行距離から前回イグニッションスイッチがオンとされたときの総走行距離を減算して一日の総走行距離として表示する。

すなわち、図８（ａ）に示す場合には、
今日の総走行距離＝（現在の総走行距離Ｂ）−（ＡＣＣスイッチオン時の総走行距離Ａ）
となる。
（ii）日付変更時点でイグニッションスイッチがオンとされているとき（II）（図８（ｂ）に対応）
この場合には、イグニッションスイッチがオフとされた日と再びオンとされた日とは同じ日として移動距離の積算を行い、現在までの総走行距離から前回イグニッションスイッチがオンとされたときの総走行距離を減算して一日の総走行距離として表示する。

すなわち、図８（ｂ）に示す場合には、
今日の総走行距離＝（現在の総走行距離Ｂ）−（ＡＣＣスイッチオン時の総走行距離Ａ）
となる。
（iii ）日付変更時点でイグニッションスイッチがオフとされているとき（図８（ｃ）に対応し、上記原則の場合である。）
この場合には、イグニッションスイッチがオフとされたときで一旦移動距離の積算を完了し、その日の総走行距離を算出する。そして、日付が変わって次にイグニッションスイッチがオンとされたときから次の日の走行距離の積算を開始する。

すなわち、図８（ｃ）に示す場合には、二日目の総走行距離は、
今日の総走行距離＝（現在の総走行距離Ｂ）−（ＡＣＣスイッチオン時の総走行距離Ａ’）
となる。
（Ｂ）燃費表示機能
次に、移動距離を用いた車両ナビゲーション装置Ｓにおける燃費表示機能について説明する。なお、ここで、燃費表示機能とは、走行距離を使用した総燃料量（入力装置１０を介して入力される。）で除した値を表示する機能をいう。

車両ナビゲーション装置Ｓにおける燃費表示機能においては、原則として、総燃費は、現在までの総走行距離を使用した総燃料で除することにより算出される。ここで、燃料を給油する度の給油毎の燃費については、最新の燃料量が入力された場合には、給油毎の燃費は、前回の給油からの移動距離を給油された燃料量で除することにより算出されて表示される。このときの給油された燃料量は、給油の度に記憶されている燃料量のうち、最新の値が用いられる。

また、他の例として、過去の給油の際に入力された燃料量が訂正された場合には、給油毎の燃費は、上記と同様に、前回の給油からの移動距離を給油された燃料量で除することにより算出されて表示されるが、このとき、前回の給油からの移動距離は、前回の給油までに算出されてＲＡＭ８に記憶されている移動距離を用い、給油された燃料量は、訂正された燃料量を使用する。

以上説明したように、図３乃至図７に示す処理により算出した移動距離を用いてトリップメータ機能及び燃費表示機能を実行すれば、より正確に一日の総走行距離又は燃費を算出することができる。

更に、上述の応用例の他に、例えば、図３乃至図７に示す処理により３０分間の移動距離距離を算出し、それを時間（３０分）で除することにより平均時速を求めることもできる。このように、図３乃至図７に示す処理により算出した移動距離を用いて種々の車両運行上の便宜を図ることができる。

更にまた、上述の実施形態においては、車両ナビゲーション装置Ｓを自動車に適用した場合について説明したが、この他に、オートバイや三輪車等の車両に適用することも可能である。

実施形態におけるナビゲーション装置の概要構成を示すブロック図である。実施形態における走行距離センサの細部構成を示すブロック図である。実施形態における移動距離算出処理を示すフローチャートである。実施形態における等速度条件を説明する図である。等速度条件における許容範囲とカウント値の関係を示す図である。単位移動距離切り換えルーチンの細部処理を示すフローチャートである。前進／後退論理自動判別換えルーチン及びノイズフィルタ自動切り換えルーチンの細部処理を示すフローチャートであり、（ａ）は前進／後退論理自動判別換えルーチンを示すフローチャートであり、（ｂ）はノイズフィルタ自動切り換えルーチンの細部処理を示すフローチャートである。応用例のトリップメータ機能を説明する図であり、（ａ）は例（ｉ）を示す図であり、（ｂ）例（ii）を示す図であり、（ｃ）例（iii ）を示す図である。

符号の説明

１…角速度センサ
２…走行距離センサ
３…ＧＰＳレシーバ
４…システムコントローラ
５…インターフェース
６…ＣＰＵ
７…ＲＯＭ
８、３５、３６…ＲＡＭ
９…バスライン
１０…入力装置
１１…ＣＤ−ＲＯＭドライブ
１２…表示ユニット
１３…グラフィックコントローラ
１４…バッファメモリ
１５…表示制御部
１６…ディスプレイ
１７…音響再生ユニット
１８…Ｄ／Ａコンバータ
１９…増幅器
２０…スピーカ
３０…高パルス数用ＬＰＦ
３１…低パルス数用ＬＰＦ
３２、３３…スイッチ
３４…サブＣＰＵ
３４Ａ…カウンタ
Ｓ…車両ナビゲーション装置
Ｓ_Ｄ…距離データ
Ｓ_Ｇ…ＧＰＳ速度データ
Ｓ_Ｃ…ＲＡＭ切換信号
Ｓ_ＳＷ…スイッチ信号
Ｓ_Ｐ、Ｓ_Ｐ' …パルス信号
Ｓ_Ｏ…単位移動距離データ

Claims

移動に伴ってパルス信号を生成する移動体の移動速度を算出する速度算出手段と、
前記算出された移動速度を、当該移動速度を算出した際に用いた単位時間当たりの前記パルス信号のパルス数で除することにより算出される１パルス当たりの移動距離である単位移動距離を所定タイミング毎に算出する距離算出手段と、
前記算出した単位移動距離を当該算出時の移動状態に応じて別個複数に分けて記憶する記憶手段と、
移動時に、前記記憶された複数の単位移動距離のうち当該移動における移動状態に対応した前記単位移動距離を選択する選択手段と、
前記移動時に、前記選択した単位移動距離及び前記パルス信号に基づいて前記移動体の移動距離を導出する導出手段と、
を備えたことを特徴とする移動距離導出装置。
前記移動状態を指定する指定手段を備え、
前記記憶手段は、前記指定手段によって指定された移動状態に応じて前記単位移動距離を記憶することを特徴とする請求項１に記載の移動距離導出装置。
移動に伴ってパルス信号を生成する移動体の移動速度を算出する速度算出工程と、
前記算出された移動速度を、当該移動速度を算出した際に用いた単位時間当たりの前記パルス信号のパルス数で除することにより算出される１パルス当たりの移動距離である単位移動距離を所定のタイミング毎に算出する距離算出工程と、
前記算出した単位移動距離を当該算出時の移動状態に応じて別個複数に分けて記憶する記憶工程と
移動時に、前記記憶された複数の単位移動距離のうち当該移動における移動状態に対応した前記単位移動距離を選択する選択工程と、
前記移動時に、前記選択した単位移動距離及び前記パルス信号に基づいて前記移動体の移動距離を導出する導出工程と、
を備えたことを特徴とする移動距離導出方法。