JPH11248454A - 方位計測装置および記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 利用者が停止している場合においても正確な
方位を計測する。 【解決手段】 アンテナ２０は、衛星１０ａ〜１０ｃか
ら送信された電波を受信する。現在時刻検出手段２１
は、受信された電波に含まれている情報をもとにして現
在の時刻を検出する。現在位置検出手段２２は、衛星１
０ａ〜１０ｃから送信された電波の到達時間の差分を検
出することにより、自局（移動局）の現在の位置を検出
する。天体方位算出手段２３は、現在時刻検出手段２１
によって検出された現在時刻と、現在位置検出手段２２
によって検出された現在位置とを参照して、太陽の現在
の方位を算出する。方位入力手段２４からは、目的地の
方位が入力される。方位方向情報算出手段２５は、現在
の太陽の方位を参照して、方位入力手段２４から入力さ
れた目的地の方位に対応する方向を表示手段２６に対し
て表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は方位計測装置および
記録媒体に関し、特に、現在の位置と時刻、および、所
定の天体の方位を参照して、所望の方位または方向に関
する情報を算出する方位計測装置およびそのような処理
をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録
媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】本来は軍事目的に構築されたＧＰＳ（Gl
obal Positioning System ）が民間でも使用可能となっ
たため、ＧＰＳを用いた種々の装置（例えば、カーナビ
ゲーション装置）がその市場を拡大しつつある。

【０００３】ＧＰＳにおいては、利用者である移動局と
３つ以上の衛星との距離を測定することにより、移動局
自信の平面上の位置を測定することが可能となる。とこ
ろで、ＧＰＳによってある時点における移動局の位置を
測定し、移動局が所定の距離だけ移動した後に、再度、
移動局の位置を測定することにより、移動局の移動方向
の方位を検出することが可能となる。

【０００４】図９は、このような方法を用いた方位計測
装置の一例を示すブロック図である。この図において、
現在位置検出部１および現在時刻検出部２は、ＧＰＳを
利用して移動局の現在の位置と現在の時刻を検出する。

【０００５】演算部３は、過去のある時点における移動
局の位置と現在の位置とから、移動局の移動方向の方位
を算出する。表示部４は、演算部３によって算出された
方位を表示する。また、制御部５は、演算部３および表
示部４を制御する。

【０００６】このような方位計測装置を用いれば、移動
局の移動方向の方位を簡単にしかも正確に知ることが可
能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方位計測装置では、移動局の移動方向から方位を算出し
ていたので、移動速度が低い場合には方位を正確に算出
することが困難であるという問題点があった。

【０００８】特に、移動局が徒歩で移動するような場合
には移動速度が極めて低く、また、そのような場合にお
いて方位を知る必要が生ずる際には、移動局は停止して
いることが多いので、ＧＰＳを用いて方位を算出するこ
とは非常に困難であった。

【０００９】従って、そのような使用状況において、方
位を検出しようとすると、例えば、地磁気検出センサな
どによって検出された地磁気を参照して方位を求めた
り、移動局が過去に通過した地点を基準として方位を算
出する必要があった。しかしながら、そのような方法で
は、地磁気センサなどの部品が別途必要になったり、利
用者に対する負担が増大するなどの問題点があった。

【００１０】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、利用者の負担を増大させることなく、正確に
方位を検出可能な方位計測装置およびそのような処理を
コンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒
体を提供することを目的とする。

【００１１】また、本発明は、新たな部品を必要とする
ことなく、正確に方位を検出可能な方位計測装置および
そのような処理をコンピュータに実行させるプログラム
を記録した記録媒体を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、現在の位置を検出する現在位置検出手段
と、現在の時刻を検出する現在時刻検出手段と、前記現
在位置検出手段によって検出された現在位置と、前記現
在時刻検出手段によって検出された現在時刻とを参照し
て、現在における所定の天体の方位を算出する天体方位
算出手段と、前記天体方位算出手段によって算出された
前記所定の天体の方位を参照して、所望の方位または方
向に関する情報を算出する方位方向情報算出手段と、前
記方位方向情報算出手段によって算出された方位または
方向に関する情報を表示する表示手段と、を有すること
を特徴とする方位計測装置が提供される。

【００１３】ここで、現在位置検出手段は、現在の位置
を検出する。現在時刻検出手段は、現在の時刻を検出す
る。天体方位算出手段は、現在位置検出手段によって検
出された現在位置と、現在時刻検出手段によって検出さ
れた現在時刻とを参照して、現在における所定の天体の
方位を算出する。方位方向情報算出手段は、天体方位算
出手段によって算出された所定の天体の方位を参照し
て、所望の方位または方向に関する情報を算出する。表
示手段は、方位方向情報算出手段によって算出された方
位または方向に関する情報を表示する。

【００１４】例えば、現在位置検出手段はＧＰＳを用い
て現在の位置を検出し、現在時刻検出手段も同様にＧＰ
Ｓにより現在の時刻を検出し、天体方位計算手段は、現
在位置と現在時刻とを参照して太陽の現在の方位を求
め、方位方向情報算出手段は、太陽の方位を参照して、
入力された方位に対応する方向を算出して表示手段に表
示させる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態の構
成例を示す図である。

【００１６】この図において、アンテナ２０は、衛星１
０ａ〜１０ｃから送信された電波を受信する。現在時刻
検出手段２１は、受信された電波に含まれている情報を
もとにして現在の時刻を検出する。現在位置検出手段２
２は、衛星１０ａ〜１０ｃから送信された電波の到達時
間の差分を検出することにより、自局（移動局）の現在
の位置を検出する。

【００１７】天体方位算出手段２３は、現在時刻検出手
段２１によって検出された現在時刻と、現在位置検出手
段２２によって検出された現在位置とを参照して、以下
の方法に基づいて太陽の現在の方位を算出する。

【００１８】即ち、地球上の測定点Ｐにおける太陽の南
中時刻Ｔs は、以下の式によって求めることができる。

【００１９】

【数１】 Ｔs ＝１２−（（λ−λ０）／ΔＨ）−ΔＴ ・・・（１） ここで、各パラメータは以下のように定義されている。

【００２０】Ｔ［時］：測定点Ｐにおける太陽の南中時
刻 λ［度］：測定点Ｐの経度 λ0 ［度］：測定点Ｐの属する地域の標準時の経度 ΔＴ［時］：測定点Ｐにおける正午の太陽の均時差 ΔＨ［度／時］：太陽の時角 なお、均時差ΔＴは、太陽の南中時刻は季節によって若
干異なるため、それを補正するための補正値である。な
お、このような補正値は、天体方位算出手段２３に参照
テーブルとして格納しておき、日時情報をキーとして検
索するようにすればよい。

【００２１】次に、以下の式により、任意の時刻Ｔの太
陽の絶対方位θ［度］を求める。

【００２２】

【数２】 θ＝（（Ｔ−Ｔs ）×ΔＨ）＋１８０゜ ・・・（２） 方位入力手段２４からは、目的地の方位が入力される。
方位方向情報算出手段２５は、現在の太陽の方位を参照
して、方位入力手段２４から入力された目的地の方位に
対応する方向を表示手段２６に対して表示する。

【００２３】表示手段２６は、例えば、液晶ディスプレ
イなどによって構成されており、太陽の方位とその方
向、および、目的地の方位とその方向を表示するように
構成されている。

【００２４】図２は、図１に示す表示手段２６の詳細な
構成例を示す図である。なお、この表示手段２６は、例
えば、液晶ディスプレイの表面にタッチパネルが重畳さ
れて形成されており、液晶ディスプレイに表示された画
像を参照してタッチパネルを操作することにより、所定
の情報が入力されるように構成されている。

【００２５】方向表示部３０には、太陽および目的地へ
の方向（WP:Way Point）が表示される。太陽指示矢印３
１は、装置を太陽の方向に向ける場合に参照される。目
的地指示矢印３２は、方位方向情報算出手段２５の演算
処理によって得られた目的地の方向を指示する。目的地
方位入力ウィンドウ３３には、目的地の方位が入力され
る。太陽方位表示ウィンドウ３４には、天体方位算出手
段２３によって算出された太陽の方位が表示される。

【００２６】方位検出ボタン３５は、目的地の方向を入
力してその方位を検出しようとする場合に操作される。
方向検出ボタン３６は、目的地の方位を入力してその方
向を検出しようとする場合に操作される。

【００２７】プラスボタン３７は、例えば、目的地の方
向や目的地の方位を入力する際に操作される。同様に、
マイナスボタン３８は、目的地の方向や方位を入力する
際に操作される。

【００２８】次に、図３に示すフローチャートを参照し
て、図１に示す実施の形態の動作について説明する。な
お、このフローチャートは、図２に示す表示手段２６に
おいて、方向検出ボタン３６が操作された場合に実行さ
れる。このフローチャートが開始されると、以下の処理
が実行される。 ［Ｓ１］方位方向情報算出手段２５は、方位入力手段２
４から目的地の方位が入力された場合には、ステップＳ
２に進み、そうでない場合にはステップＳ１に戻り同様
の処理を繰り返す。

【００２９】例えば、いま、図２に示す表示画面におい
て、方向検出ボタン３６が操作された（目的地の方向を
検出する処理が選択された）後、プラスボタン３７また
はマイナスボタン３８が操作されて目的地（ＷＰ）への
方位が入力され、入力値を確定するために、例えば、プ
ラスボタン３７とマイナスボタン３８とが同時に押圧さ
れた場合には、ステップＳ２に進む。この例では、目的
地への方位として値“３３０゜”が入力されている。 ［Ｓ２］現在時刻検出手段２１は、衛星１０ａ〜１０ｃ
からの電波に含まれている情報をもとにして、現在時刻
を算出する。なお、装置（移動局）側が有している図示
せぬタイマの時刻を参照するようにしてもよい。 ［Ｓ３］現在位置検出手段２２は、衛星１０ａ〜１０ｃ
からの電波に含まれている情報から、移動局の現在の位
置を算出する。なお、この位置の算出方法は、ＧＰＳに
おいて一般的に用いられている方法を用いる。 ［Ｓ４］天体方位算出手段２３は、現在時刻検出手段２
１によって検出された現在時刻と、現在位置検出手段２
２によって検出された現在位置とを、前述の式（１）お
よび式（２）に代入することにより、現在の太陽の絶対
方位を求める。 ［Ｓ５］方位方向情報算出手段２５は、天体方位算出手
段２３によって算出された太陽の方位を、太陽方位表示
ウィンドウ３４に表示させる。また、このとき、図２に
示すように太陽指示矢印３１を所定の方向に向けて表示
させる。この例では、図の上方向に向いた矢印が表示さ
れている。 ［Ｓ６］方位方向情報算出手段２５は、装置の方向が変
更された場合には、ステップＳ７に進み、それ以外の場
合にはステップＳ６に戻って同様の処理を繰り返す。即
ち、ステップＳ５において表示した太陽指示矢印３１が
指示する方向に太陽がくるように装置の方向が変更され
た後、所定のボタンが操作された場合（例えば、プラス
ボタン３７とマイナスボタン３８が同時に２回連続して
押圧された場合）には、ステップＳ７に進む。 ［Ｓ７］方位方向情報算出手段２５は、ステップＳ４に
おいて算出された太陽の絶対方位と、ステップＳ１にお
いて入力された目的地の方位とを参照して目的地の方向
を求め、表示手段２６に目的地指示矢印３２を表示す
る。

【００３０】図２に示す例では、算出された太陽の方位
は“２７０゜”であり、また、目的地の方位は“３３０
゜”であるので、太陽指示矢印３１から“６０゜”だけ
時計方向に回転した位置に目的地指示矢印３２が表示さ
れる。

【００３１】以上の処理によれば、目的地の方位を入力
して、太陽指示矢印３１が太陽の方向に向くように装置
を回転させるだけで目的地の方向が目的地指示矢印３２
として表示されることになるので、利用者が停止してい
る場合においても正確に目的地の方向を求めることが可
能となる。

【００３２】なお、図４は、以上の実施の形態における
データの流れを示すデータフロー図である。この図に示
すように、本実施の形態では、先ず、ＧＰＳによって現
在位置ｄ１と現在時刻ｄ２とから天体方位ｄ３を求め
る。そして、目的方位ｄ４を利用者が入力するととも
に、太陽指示矢印３１の指示する方向（天体方向ｄ５）
に装置を向けることによって目的方向ｄ６を求めること
ができる。

【００３３】図５は、本発明の第２の実施の形態の構成
例を示すブロック図である。この図において、図１と対
応する部分には、同一の符号を付してあるので、その説
明は適宜省略する。

【００３４】この実施の形態では、図１に示す方位入力
手段２４が方向入力手段４０に置換されている。また、
方位方向情報算出手段２５の処理と、表示手段２６への
表示形式が一部異なっている。その他の構造は、図１の
場合と同様である。

【００３５】方向入力手段４０からは、方位を求めよう
とする方向が入力される。なお、この実施の形態におい
ては、この方向入力手段４０は、図６に示すプラスボタ
ン３７またはマイナスボタン３８が操作されて入力され
た値を方位方向情報算出手段２５に供給するように構成
されている。

【００３６】方位方向情報算出手段２５は、天体方位算
出手段２３によって算出された太陽の方位を参照して、
方向入力手段４０から入力された方向に対応する方位を
算出して、表示手段２６に表示させる。

【００３７】図６は、図１に示す実施の形態の表示手段
２６に表示される画面の表示例である。この表示例で
は、図２に示す表示例に比較して、目的地方位入力ウィ
ンドウ３３が目的地方位（HDG:Heading ）表示ウィンド
ウ５０に置換されている。また、太陽指示矢印３２が、
プラスボタン３７またはマイナスボタン３８によってそ
の指示する方向を変更することが可能とされている。例
えば、プラスボタン３７を押圧すると太陽指示矢印３１
が時計方向に回転し、また、マイナスボタン３８を押圧
すると反時計方向に回転するといった具合である。

【００３８】次に、図７を参照して、以上の実施の形態
の動作について説明する。なお、このフローチャート
は、図６に示す表示画面において、方位検出ボタン３５
が押圧された場合に実行される。このフローチャートが
開始されると、以下の処理が実行されることになる。 ［Ｓ２１］現在時刻検出手段２１は、衛星１０ａ〜１０
ｃからの電波に含まれている情報をもとにして、現在時
刻を算出する。なお、前述のように装置（移動局）側が
有している図示せぬタイマの時刻を参照するようにして
もよい。 ［Ｓ２２］現在位置検出手段２２は、衛星１０ａ〜１０
ｃからの電波に含まれている情報から、移動局の現在の
位置を算出する。なお、この位置の算出方法は、ＧＰＳ
において一般的に用いられている方法を用いる。 ［Ｓ２３］天体方位算出手段２３は、現在時刻検出手段
２１によって検出された現在時刻と、現在位置検出手段
２２によって検出された現在位置とを、前述の式（１）
および式（２）に代入することにより、現在の太陽の絶
対方位を求める。 ［Ｓ２４］方位方向情報算出手段２５は、天体方位算出
手段２３によって算出された太陽の方位を、太陽方位表
示ウィンドウ３４に表示させる。また、このとき、図２
に示すように太陽方向指示矢印３１を所定の方向に向け
て表示させるとともに、目的地指示矢印３２を所定の方
向に向けて表示させる（この例では、図の上方向に向い
た矢印が表示されている）。 ［Ｓ２５］方位方向情報算出手段２５は、太陽の方向が
入力された場合にはステップＳ２６に進み、それ以外の
場合にはステップＳ２５に戻り、同様の処理を繰り返
す。

【００３９】即ち、利用者が、目的地指示矢印３２を目
的地の方向（求めようとする方向）に向けたままで、プ
ラスボタン３７またはマイナスボタン３８を操作して太
陽指示矢印３１を何れかの方向に回転させ、この矢印の
指示する方向を太陽の方向に合致させた後、例えば、プ
ラスボタン３７とマイナスボタン３８とを同時に押圧し
た場合には、方位方向情報算定手段２５は、太陽の方向
が入力されたとして、ステップＳ２６に進む。 ［Ｓ２６］方位方向情報算出手段２５は、ステップＳ２
３で算出された太陽の方位と、ステップＳ２５において
入力された太陽の方向とを参照し、目的地の方位を算出
して表示手段２６の目的地方位表示ウィンドウ５０に表
示させる。

【００４０】この例では、目的地の方向は図の上方向で
あり、太陽の方向は図の左上方向であり、また、そのと
きの太陽の方位は２７０゜であるので、これらの値を参
照して方位方向情報算出手段２５は、目的地の方位であ
る３３０゜を算出して、目的地方位表示ウィンドウ５０
に表示させる。

【００４１】以上のような処理によれば、目的地指示矢
印３２を目的地に向けて、プラスボタン３７またはマイ
ナスボタン３８を操作して太陽指示矢印３１を太陽の方
向に向けることにより、目的地指示矢印３２が指示して
いる方位を知ることができる。

【００４２】図８は、以上の実施の形態におけるデータ
の流れを示すデータフロー図である。この図に示すよう
に、以上の実施の形態では、先ず、ＧＰＳによって現在
位置ｄ１と現在時刻ｄ２とから天体方位ｄ３を求める。
そして、目的地の方向（目的方向ｄ６）に装置を向ける
とともに、プラスボタン３７またはマイナスボタン３８
によって太陽指示矢印３１を太陽の方向（天体方向ｄ
５）に向けることにより、目的値の方位（目的方位ｄ
４）を求めることができる。

【００４３】以上の実施の形態によれば、太陽の方位を
基準として、知りたい方向の方位を簡単に求めることが
できる。なお、以上の実施の形態では、装置を求めよう
とする方向に向け、太陽指示矢印３１の方向を変更する
ようにしたが、太陽指示矢印３２を固定して目的地指示
矢印３２の方向を変更するようにしてもよい。

【００４４】ところで、以上に示した第１および第２の
実施の形態では、基準とする天体として太陽を利用した
が、例えば、月などの他の天体を用いるようにしてもよ
い。その場合には、式（１），（２）を、利用する天体
に応じて変更するようにすればよい。

【００４５】また、上記の処理機能は、コンピュータに
よって実現することができる。その場合、方位計測装置
が有すべき機能の処理内容は、コンピュータで読み取り
可能な記録媒体に記録されたプログラムに記述されてお
り、このプログラムをコンピュータで実行することによ
り、上記処理がコンピュータで実現される。コンピュー
タで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記録装置や
半導体メモリ等がある。

【００４６】市場に流通させる場合には、ＣＤ−ＲＯＭ
(Compact Disk Read Only Memory)やフロッピーディス
ク等の可搬型記録媒体にプログラムを格納して流通させ
たり、ネットワークを介して接続されたコンピュータの
記憶装置に格納しておき、ネットワークを通じて他のコ
ンピュータに転送することもできる。コンピュータで実
行する際には、コンピュータ内のハードディスク装置等
にプログラムを格納しておき、メインメモリにロードし
て実行するようにすればよい。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、現在位
置検出手段は、現在の位置を検出し、現在時刻検出手段
は、現在の時刻を検出し、天体方位算出手段は、現在位
置検出手段によって検出された現在位置と、現在時刻検
出手段によって検出された現在時刻とを参照して、現在
における所定の天体の方位を算出し、方位方向情報算出
手段は、天体方位算出手段によって算出された所定の天
体の方位を参照して、所望の方位または方向に関する情
報を算出し、表示手段は、方位方向情報算出手段によっ
て算出された方位または方向に関する情報を表示するよ
うにしたので、利用者が停止している場合においても方
向や方位を簡単に知ることが可能となる。また、本発明
によれば、地磁気センサなどの部品を別途必要としない
ので、装置の製造コストを削減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の構成例を示すブロ
ック図である。

【図２】図１に示す実施の形態の表示手段に表示される
画面の表示例である。

【図３】図１に示す実施の形態において実行される処理
の一例を説明するフローチャートである。

【図４】図１に示す実施の形態におけるデータの流れを
示すデータフロー図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態の構成例を示すブロ
ック図である。

【図６】図５に示す実施の形態の表示手段に表示される
画面の表示例である。

【図７】図５に示す実施の形態において実行される処理
の一例を説明するフローチャートである。

【図８】図５に示す実施の形態におけるデータの流れを
示すデータフロー図である。

【図９】従来の方位計測装置の構成例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

２０……アンテナ， ２１……現在時刻検出手段， ２
２……現在位置検出手段， ２３……天体方位算出手
段， ２４……方位入力手段， ２５……方位方向情報
算出手段， ２６……表示手段， ４０……方向入力手
段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現在の位置を検出する現在位置検出手段
   と、 現在の時刻を検出する現在時刻検出手段と、 前記現在位置検出手段によって検出された現在位置と、
   前記現在時刻検出手段によって検出された現在時刻とを
   参照して、現在における所定の天体の方位を算出する天
   体方位算出手段と、 前記天体方位算出手段によって算出された前記所定の天
   体の方位を参照して、所望の方位または方向に関する情
   報を算出する方位方向情報算出手段と、 前記方位方向情報算出手段によって算出された方位また
   は方向に関する情報を表示する表示手段と、 を有することを特徴とする方位計測装置。
2. 【請求項２】 目的地の方位が入力される方位入力手段
   を更に有し、 前記方位方向情報算出手段は、前記所定の天体の方位を
   参照して、前記方位入力手段から入力された方位に対応
   する方向を算出し、前記表示手段に表示出力することを
   特徴とする請求項１記載の方位計測装置。
3. 【請求項３】 方位を求めようとする方向が入力される
   方向入力手段を更に有し、 前記方位方向情報算出手段は、前記所定の天体の方位を
   参照して、前記方向入力手段から入力された方向に対応
   する方位を算出し、前記表示手段に表示出力することを
   特徴とする請求項１記載の方位計測装置。
4. 【請求項４】 コンピュータを、 現在の位置を検出する現在位置検出手段、 現在の時刻を検出する現在時刻検出手段、 前記現在位置検出手段によって検出された現在位置と、
   前記現在時刻検出手段によって検出された現在時刻とを
   参照して、現在における所定の天体の方位を算出する天
   体方位算出手段、 前記天体方位算出手段によって算出された前記所定の天
   体の方位を参照して、 所望の方位または方向に関する情報を算出する方位方向
   情報算出手段、 前記方位方向情報算出手段によって算出された方位また
   は方向に関する情報を表示する表示手段、 として機能させるプログラムが記録されたコンピュータ
   読み取り可能な記録媒体。