CN101622514B - 车辆位置计算装置及车辆位置计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以不依赖取得位置信息之时的车辆的朝向而高精度地计算出当前车辆的位置的车辆位置计算装置和车辆位置计算方法。车辆位置计算ECU(1)中的行进方向检测部(16)，基于接收区域形状取得部(12)输出的接收区域形状信息、移动距离计算部(13)输出的移动距离信息以及行进线路变更行动检测部(14)输出的行进线路变更信息，检测接收区域中的车辆的行进方向。另外，车辆位置计算部(17)基于从基准位置取得部(11)输出的基准位置信息设定基准位置(x，y)，对基于从相对位置变化检测部(15)输出的相对变化信息的相对变化(Δx，Δy)，考虑从行进方向检测部(16)输出的行进方向来计算当前的车辆位置。

Description

车辆位置计算装置及车辆位置计算方法

技术领域

本发明涉及对行驶车辆的当前位置进行计算的车辆位置计算装置及车辆位置计算方法。

背景技术

近年来，根据车辆导航系统和物流管理等的要求，要求计算车辆的行驶位置。作为这种计算车辆的行驶位置的技术有使用光信标等道路侧装置的技术(例如专利文献1)。在该技术中，取出从光信标发送来的信标信号中所包含的位置信息(x，y)，另一方面，检测车辆从取出该位置信息(x，y)的位置自主行驶的移动方向和距离(Δx，Δy)。通过在该位置信息(x，y)中加上自主行驶的移动方向和距离(Δx，Δy)，来计算出该时刻的车辆的当前位置(x+Δx，y+Δy)。

专利文献1：日本特开11-160085号公报

但是，在上述专利文献1所公开的技术中，对于位置信息(x，y)，简单地加上自主行驶的移动方向和距离(Δx，Δy)来计算出车辆的当前位置(x+Δx，y+Δy)。因此，未考虑取得位置信息的位置处的车辆的朝向。因此，存在由于取得位置信息之时的车辆的朝向有时会使所计算出的车辆的位置的误差变大的问题。

发明内容

因此，本发明的课题在于提供一种可以不取决于取得位置信息之时的车辆的朝向，而高精度地计算出当前车辆的位置的车辆位置计算装置和车辆位置计算方法。

为了解决上述课题的本发明的车辆位置计算装置，具备：基准位置信息取得单元，其从道路侧装置中取得基准位置信息，该基准位置信息作为检测车辆的位置时的基准位置；行进方向检测单元，其检测取得所述基准位置的时间点的所述车辆的行进方向；行驶状态相对变化检测单元，其检测车辆行驶状态的相对变化，该车辆行驶状态的相对变化是相对于取得基准位置的时间点的车辆的行驶状态的相对变化；位置计算单元，其基于行进方向检测单元检测出的车辆的行进方向和行驶状态变化检测单元检测出的车辆的行驶状态的变化来计算出车辆的位置。

在本发明的车辆位置计算装置中，检测取得基准位置的时间点的车辆的行进方向，基于检测出的行进方向和车辆的行驶状态的变化计算车辆的位置，且该基准位置是从道路侧装置取得的。因此，可以考虑基准位置处的车辆的朝向来求得车辆的位置。因此，可以不取决于取得作为基准位置的位置信息之时的车辆的朝向，而高精度地计算出车辆的当前位置。

此外，这里所述的“取得基准位置的时间点”是意味着开始计算车辆位置的相对变化时的行进方向的时间点，例如包含在后述的实施方式中的“车辆通过接收区域并离开接收区域”的时间点。

这里，可以采取如下的方式：位置计算单元基于行进方向检测单元检测出的车辆的行进方向和行驶状态变化检测单元检测出的车辆的行驶状态的变化，求出车辆的位置相对于基准位置的相对变化，基于基准位置和车辆的位置相对于基准位置的相对变化来计算出车辆的位置。

这样，可以通过在求出车辆的位置的相对变化之后计算车辆的位置，利用简单的运算来计算出车辆的位置。此外，即使不求出车辆位置的相对变化，例如也可以根据基准位置和车辆的行驶状态的变化直接计算出车辆的位置。

另外，可以采取如下的方式：行进方向检测单元，当检测车辆在取得基准位置的时间点的行进方向时，按沿着设置有所述道路侧装置的车道的方向和横切车道的方向进行区别来检测行进方向。

这样，通过按沿着设置有道路侧装置的车道的方向和横切车道的方向进行区别来检测行进方向，可以根据它们的区别通过简单的计算，高精度地计算出车辆的位置。

并且，道路侧装置是针对车辆行驶的道路中的规定形状的接收区域提供无线数据的信标。信标通过无线数据提供与接收区域有关的接收区域信息，还包括：接收区域信息取得单元，取得从信标提供的接收区域信息；和移动距离计算单元，其在与信标进行通信的过程中计算出车辆已移动的距离，行进方向检测单元，基于被提供无线数据的接收区域的形状和移动距离计算单元计算出的移动距离来检测车辆的行进方向。

这样，通过使用从信标提供无线数据的接收区域来检测车辆的行进方向，可以不会被环境因素或个人特性所限制，而高精度地检测出车辆的行进方向。

而且，可以采用如下的方式：还具有用于检测车辆的行进路线变更行动的行进路线变更行动检测单元，行进方向检测单元，当在与道路侧装置进行通信的过程中检测出行进路线变更行动的情况下，基于从通信开始时到检测出行进路线变更行动时的距离、和从检测出行进路线变更行动时到通信结束时的距离来检测车辆的行进方向。

这样，通过使用行进路线变更行动，可以进一步高精度地检测出车辆的行进方向。此外，作为本发明中的车辆的变更行动，可以例举方向盘转向角的操作历史、方向指示灯操作的有无、跨越白线等。

另外，解决上述课题的本发明的车辆位置计算方法，其特征在于，包括：基准位置信息取得步骤，从道路侧装置中取得基准位置信息，该基准位置信息作为检测车辆的位置之时的基准位置；行进方向检测步骤，检测取得基准位置的时间点的车辆的行进方向；行驶状态相对变化检测步骤，检测车辆行驶状态的相对变化，该车辆行驶状态的相对变化是相对于取得基准位置的时间点的车辆的行驶状态的相对变化；位置计算步骤，基于行进方向检测步骤中检测出的车辆的行进方向和行驶状态变化检测步骤中检测出的车辆的行驶状态的变化来计算出车辆的位置。

这里，可以采用如下的方式：位置计算步骤，是基于行进方向检测步骤中检测出的车辆的行进方向和行驶状态变化检测步骤中检测出的车辆的行驶状态的变化，求出车辆的位置相对于基准位置的相对变化的步骤，基于基准位置和车辆的位置相对于基准位置的相对变化来计算出车辆的位置。

另外，可以采用如下的方式：在行进方向检测步骤中，当检测车辆在取得基准位置的时间点的行进方向时，按沿着设置有道路侧装置的车道的方向和横切车道的方向进行区别来检测行进方向。

并且，可以采用如下的方式：道路侧装置是针对车辆行驶的道路中的规定形状的接收区域提供无线数据的信标，信标通过无线数据提供与接收区域有关的接收区域信息，还包括：接收区域信息取得步骤，取得从信标提供的接收区域信息；移动距离计算步骤，在与信标进行通信的过程中计算出车辆已移动的距离，在行进方向检测步骤中，基于被提供无线数据的接收区域的形状和在移动距离计算步骤中计算出的移动距离来检测车辆的行进方向。

而且，可以采用如下的方式：还具备检测车辆的行进路线变更行动的行进路线变更检测步骤，在行进方向检测步骤中，当在与道路侧装置进行通信的过程中检测出行进路线变更行动的情况下，基于从通信开始时到检测出行进路线变更行动时的距离、和从检测出行进路线变更行动时到通信结束时的距离来检测车辆的行进方向。

本发明的进一步的应用范围，根据以下详细的发明将会更加明确，但是，详细的说明以及特定的事例只是表示本发明的优选的实施方式，仅是示例地表示的内容，本领域技术人员应该能够想到根据该详细说明可以在本发明的思想和范围内进行各种变更和改良。

发明效果

根据本发明的车辆位置计算装置以及车辆位置计算方法，可以不依赖于取得位置信息之时的车辆的朝向，而高精度地计算出当前的车辆位置。

附图说明

图1是表示本发明的车辆位置计算装置的方框构成图。

图2是表示车辆位置计算装置中的处理的顺序的流程图。

图3是表示检测车辆的行进方向的处理的顺序的流程图。

图4是表示接着图3的处理的顺序的流程图。

图5中(a)是说明光信标的设置状况的示意立体图，(b)是照射区域的俯视图，(c)是设置了光信标的道路的附近的道路线形图。

图6是说明接收区域中的车辆的通行方式的例子的说明图。

图7是说明车辆通行方式的另一例的说明图。

图8中(a)(b)均是说明在接收区域内进行一次行进线路变更行动时的第一移动距离d1和第二移动距离之间的关系的说明图。

图9是说明车辆的通行方式的再另一例的说明图。

图10是说明通行方式的再另一例的说明图。

图11中(a)是设置了转向箭头方向指示灯的信号机的主视图，(b)是表示光信标的接收区域的俯视图，该光信标被设置在未到设置有该信号机的位置的之前的位置。

图中符号说明：1-车辆位置计算ECU；2-车载通信装置；3-车轮速度传感器；4-转向角传感器；5-方向指示灯开关；11-基准位置取得部；12-接收区域形状取得部；13-移动距离计算部；14-行进路线变更行动检测部；15-相对位置变化检测部；16-行进方向检测部；17-车辆位置计算部；20-光信标；30-信号机；34-右转弯箭头方向指示灯；d-移动距离；d1-第一移动距离；d2-第二移动距离；LA-主线；LB-支线；ra-长轴；rb-脱离考虑直径；rc-短轴；X-行进路线变更行动位置。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在附图的说明中对相同的要素赋予相同的标号，省略其重复说明。另外，为了图示的方便，附图的尺寸比例未必与说明的尺寸一致。

图1是本发明的车辆位置计算装置的方框构成图。如图1所示，本实施方式的车辆位置计算装置即车辆位置计算ECU1，设置在未图示的车辆中，其具备基准位置取得部11、接收区域形状取得部12以及移动距离计算部13。另外，车辆位置计算ECU1，具备行进路线变更行动检测部14、相对位置变化检测部15、行进方向检测部16以及车辆位置计算部17。并且，车辆位置计算ECU1与车载通信装置2、车轮速度传感器3、转向角传感器4以及方向指示灯开关5连接。

车载通信装置2，如图5中(a)所示，与设置在道路侧的作为道路侧装置的光信标20之间进行双向通信。在光信标20和车载通信装置2之间，可以通过近红外线进行数据的发送接收。光信标20发送包含光信标20的设置位置的位置信息的基础设施协调信息和VICS信息。在车载通信装置2中，接收从光信标20发送来的基础设施协调信息和VICS信息。另一方面，车载通信装置2发送车辆ID信息。光信标20接收从车载通信装置2发送来的车辆ID信息。这样，在光信标20和车载通信装置2之间进行双向通信。

将光信标20发送信号的发送范围即车载通信装置2可以接收到光信标20所发送的信号的接收区域设为，到达道路时的形状为椭圆形。将椭圆形状的接收区域设为，例如长轴为6.3m、短轴为4m。车载通信装置2在接收到从光信标20发送来的数据时，将包含表示光信标20的位置的光信标位置信息以及接收区域信息的光信标信息输出到车辆位置计算ECU1中的基准位置取得部11、接收区域形状取得部12以及相对位置变化检测部15。

车轮速度传感器3，是设置在各个车轮中的、检测车轮速度脉冲的传感器。在车轮速度传感器3中，分别检测各个车轮的车轮速度脉冲，将检测到的车轮速度脉冲，输出到车辆位置计算ECU1中的移动距离计算部13以及相对位置变化检测部15。

转向角传感器4，由设置在未图示的方向盘中的旋转编码器等构成。转向角传感器4检测驾驶者输入的转向角度的方向和大小，将与检测到的转向角度的方向和大小相对应的转向角信号发送到车辆位置计算ECU1中。

方向指示灯开关5，被设置在未图示的方向指示灯中，检测方向指示灯的操作状况。方向指示灯开关5，在对方向指示灯进行了与左转或右转相应的操作之时，将与操作相应的方向指示灯操作信息输出到车辆位置计算ECU1中的行进路线变更行动检测部14和相对位置变化检测部15。

车辆位置计算ECU1中的基准位置取得部11，在取得了从车载通信装置2输出的光信标信息中所包含的光信标位置信息之时，取得光信标位置作为基准位置。基准位置取得部11将与取得的基准位置相关的基准位置信息输出到车辆位置计算部17。

接收区域形状取得部12，基于包含在从车载通信装置2输出的光信标信息中的接收区域信息，取得可以接收来自光信标20的信号的接收区域的形状即接收区域形状。接收区域形状取得部12在已取得了接收区域形状之时，向行进方向检测部16输出与已取得的接收区域形状有关的接收区域形状信息。如图5中(b)所示，可以接收到来自光信标20的信号的接收区域R为椭圆形。

在本实施方式中，接收区域信息，包括为椭圆形的接收区域的形状、接收区域的长轴ra、短轴rc、考虑了脱离角度的直径(以下称为脱离考虑直径)rb。根据图5中(c)所示的道路中的主线LA和从主线LA分支的支线LB所成的角度θ来决定这里的脱离考虑直径rb。也可以按照设置了光信标20的每个位置来设定这里的角度θ，也可以设定成一样。

移动距离计算部13基于从车轮速度传感器3输出的车轮速度脉冲计算车速。另外，在移动距离计算部13中，在已从车载通信装置2输出了光信标信息的期间，根据计算出的车速和已输出了光信标信息的时间来计算光信标信息被输出后的车辆的移动距离。移动距离计算部13将与计算出的移动距离有关的移动距离信息输出到相对位置变化检测部15和行进方向检测部16。

行进路线变更行动检测部14基于从转向角传感器4发送来的转向角信号，检测车辆是否存在行进路线变更行动。行进路线变更行动检测部14，在检测到行进路线变更行动之时，将行进路线变更信息输出到行进方向检测部16。另外，行进路线变更行动检测部14，在从方向指示灯开关5输出的方向指示灯操作信号已被输出之时，将方向指示灯操作信息输出到行进方向检测部16。在这些行进路线变更信息中，除了行进路线变更的有无之外，还包括与变更了行进路线的方向有关的信息。同样地，在方向指示灯操作信息中，除了方向指示灯操作的有无之外还包括与方向指示灯所指示的方向有关的信息。

相对位置变化检测部15，基于从车轮速度传感器3输出的车轮速度脉冲计算车速。另外，在相对位置变化检测部15中，在从车载通信装置2输出的光信标信息的输出结束后，根据计算出的车速、和光信标信息的输出结束后经过的时间，计算离开接收区域后的车辆的移动距离。进而，相对位置变化检测部15基于从转向角传感器4发送的转向角信号，取得从车辆通信装置2输出光信标信息信号后的车辆的转向角的历史。相对位置变化检测部15，基于离开接收区域后的车辆的移动距离和转向角的历史，检测已从基准位置移动的车辆位置的相对变化。相对位置变化检测部15，将基于检测出的车辆位置的相对变化的相对位置变化信息输出到车辆位置计算部17。

行进方向检测部16，基于从接收区域形状取得部12输出的接收区域形状信息、从移动距离计算部13输出的移动距离信息以及从行进路线变更行动检测部14输出的行进路线变更信息，检测接收区域中的车辆的行进方向。关于具体的行进方向的检测顺序在后面说明。行进方向检测部16将与检测出的行进方向有关的行进方向信息输出到车辆位置计算部17。

车辆位置计算部17，基于从基准位置取得部11输出的基准位置信息、从相对位置变化检测部15输出的相对变化信息以及从行进方向检测部16输出的行进方向信息，计算当前的车辆位置。关于当前的车辆位置的计算顺序也在后面进行说明。

接着，对本实施方式的车辆位置计算装置中的车辆位置的计算顺序进行说明。在本实施方式的车辆位置计算装置中，在与光信标20之间进行发送接收通信之后，计算出车辆离开光信标20的接收区域之后当前行驶中的位置。

图2是表示本实施方式的车辆位置计算装置中的处理的顺序的流程图。

如图2所示，在本实施方式的车辆位置计算装置中，首先，在基准位置取得部11中取得基准位置(S1)。将这里所取得的基准位置设成，基于从光信标20发送来的光信标关联信息中所包含的光信标位置信息的光信标20的位置。将这里所取得的基准位置设为基准位置(x，y)。

若取得了基准位置，则在行进方向检测部16中检测在已取得基准位置的时间点的车辆通过接收区域并离开接收区域之时的车辆的行进方向(S2)。行进方向检测部16将与检测出的行进方向有关的行进方向信息输出到车辆位置计算部17中。

按照图3所示的流程进行车辆的行进方向的检测。基本上，根据光信标20与车载通信装置2之间的通信过程中的车辆的移动距离(以下称为“通信过程中的移动距离”)d和接收区域的各个轴之间的关系进行车辆的行进方向的检测。大致地说，当在通信过程中的移动距离d为长轴ra以下且比脱离考虑直径rb大时，判断为车辆在接收区域中直行。另外，当在通信过程中的移动距离d为脱离考虑直径rb以下且比短轴rc大时，判断为车辆在接收区域中斜向行驶了。进而，当在通信过程中的移动距离d为短轴rc以下时，判断为车辆横切接收区域进行了车道变更、或者是已变更到相邻车道中行驶的车辆。而且，当在通信过程中的移动距离d比长轴ra大时，判断系统异常或蛇行驾驶。具体地是，按照图3所示的流程图进行行进方向的检测。

图3是表示检测车辆的行进方向的处理顺序的流程图。如图3所示，在进行行进方向的检测之时，在光信标20与车载通信装置2之间的通信过程中，判断车辆是否进行了左右转弯动作(S11)。基于从车载通信装置2输出的光信标信息进行光信标20与车载通信装置2之间处于通信过程中的判断。另外，根据行进路线变更行动检测部14输出的行进路线变更信息进行车辆是否进行了左右转弯行动的判断。这里，在从行进路线变更行动检测部14输出了行进路线变更信息的情况下，判断为已进行了左右转弯行动，但是，也可以采取如下的方式：在输出了行进路线变更信息且输出了表示已经存在方向指示灯操作的方向指示灯操作信息的情况下，判断为已进行了左右转弯行动。

其结果，当判断为在光信标20与车载通信装置2之间的通信过程中车辆未进行左右转弯行动时，将计数器的计数值保持为0(S12)，进入步骤S16。另一方面，当判断为在光信标20与车载通信装置2之间的通信过程中车辆进行了左右转弯行动时，将计数器的计数值设为1(S12)。接着，进行在光信标20和车载通信装置2之间的通信过程中车辆是否又进行了左右转弯行动的判断(S13)。

其结果，当判断为在光信标20与车载通信装置2之间的通信过程中车辆未进行左右转弯行动时，将计数器的计数值保持为1不变，进入步骤S16。另外，当判断为在光信标20与车载通信装置2之间的通信过程中车辆进行了左右转弯行动时，将计数器的计数值设为2(步骤S14)，进入步骤S16。

如果在步骤S12、S14、S15中设定了计数器的计数值，则在移动距离计算部13中，计算通信过程中的移动距离d(S16)。在已从车载通信装置2输出了光信标信息的期间，根据计算出的车速和已输出了光信标信息的时间(光信标20和车载通信装置2之间的通信时间)计算该通信过程中的移动距离d。

对于已输出了光信标信息的时间，例如可以通过存储光信标的最初的数据接收时刻和最后的数据接收时刻并求得两者的时刻之差来计算，也可以根据从光信标接收到的数据的帧数来计算。但是，在这些方法中，要求即使在必要数据较少的情况下也使最大容量的数据降低，另外，在使用数据的帧数的情况下，可以认为会由于数据的丢失而产生误差。为了避免这些不良情况，也可以采用如下的方式：对已感知来自光信标的红外线的时间进行计量。另外，在车速较高的情况下，由于通信过程中的移动距离d也变短，所以也可以通过乘以与车速成反比的系数来计算通信过程中的移动距离d。

如果在移动距离计算部13中计算出了通信过程中的移动距离d，移动距离计算部13则将与通信过程中的移动距离d有关的移动距离信息输出到行进方向检测部16。另一方面，接收区域形状取得部12将从车载通信装置2输出的接收区域信息输出到行进方向检测部16。

行进方向检测部16，比较根据移动距离计算部13所输出的移动距离信息得到的通信过程中的移动距离d和根据接收区域形状取得部12输出的接收区域信息取得的接收区域的短轴rc，判断通信过程中的移动距离d是否在接收区域的短轴rc以下(S17)。

其结果，在判断为通信过程中的移动距离d为接收区域的短轴rc以下时，认为是车辆横切了接收区域。因此，判断为是如图6所示那样车辆按照横切接收区域R的方式行驶的方式A(PA)(S18)。在这种情况下，车辆在设置有信标20的道路的侧方行进。这样，结束行进方向检测处理。

另外，在判断为通信过程中的移动距离d不是接收区域的短轴rc以下(通信过程中的移动距离d比接收区域的短轴rc大)时，判断通信过程中的移动距离d是否为接收区域的脱离考虑直径rb以下(S19)。其结果，在判断为通信过程中的移动距离d为接收区域的脱离考虑直径rb以下时，判断计数器的计数值是否为0(S20)。

此时，在判断为计数器的计数值为0时，则为车辆在行进区域中未变更行进方向。在这种情况下，认为车辆在接收区域中斜向行驶。因此，判断为是如图6所示那样车辆在接收区域R中斜向行驶的方式B(PB)(S21)。在这种情况下，则为车辆向设置有信标20的道路的斜方向上行驶。这样，结束行进方向检测处理。

另外，在判断为计数器的计数值不为0时，判断计数器的计数值是否为1(S22)。其结果，在判断为计数器的计数值为1时，认为是如图7所示那样车辆斜向进入接收区域R之后直行的方式C(PC)或者是车辆直行进入接收区域之后斜向移动并脱离路径的方式D(PD)中的任一方式。

这里，由于接收区域R的形状为椭圆形，所以在椭圆形状的性质上，两者的判断可以如图8中(a)所示那样，根据距离d1和距离d2的大小进行，其中距离d1(以下称为“通信过程中的第一移动距离”)为光信标20和车载通信装置2开始通信之后到车辆进行了行进路线变更行动的位置X(以下称为“行进路线变更行动位置”)为止的车辆移动的距离，距离d2(以下称为“通信过程中的第二移动距离”)为从行进路线变更行动位置X到光信标20与车载通信装置2结束通信为止的车辆移动的距离。

具体地说，在通信过程中的第一移动距离d1大于通信过程中的第二移动距离d2的情况下，为车辆斜向进入接收区域R之后直行的方式C(PC)。反之，在通信过程中的第二移动距离d2大于通信过程中的第一移动距离d1的情况下，为车辆直行进入接收区域R后斜向移动并脱离路径的方式D(PD)。因此，在判断为计数器的计数值为1的情况下，判断通信过程中的第一移动距离d1是否大于通信过程中的第二移动距离d2(S23)。

其结果，在已判断为通信过程中的第一移动距离d1大于通信过程中的第二移动距离d2的情况下，判断为是如图7所示那样车辆斜向进入接收区域R之后直行的方式C(PC)(S24)。这种情况下，成为车辆以在设置有信标20的道路中直行的方式行进。这样，结束行进方向检测处理。另一方面，在已判断为通信过程中的第一移动距离d1为通信过程中的第二移动距离d2以下的情况下，判断为是车辆直行进入接收区域R之后斜向移动并脱离路径的方式D(PD)(S25)。这种情况下，成为车辆向设置有信标20的道路的斜方向行进。这样，结束行进方向检测处理。

另外，当在步骤S22中判断为计数器的计数值不为1时，成为计数器的计数值为2的情况。这种情况下，进行了两次的行进路线变更行动，但是判断这两次的行进路线变更行动是否为左右转弯同一方向(S26)。其结果，在判断为两次行进路线变更行动不是左右转弯同一方向时，判断为是如图7所示那样车辆在接收区域R中进行了超车动作的方式E(PE)(S27)。在这种情况下，成为车辆在设置有光信标20的道路上不变更车道直行而行进。这样，结束行进方向检测处理。

另一方面，在判断为两次的行进路线变更行动为左右转弯同一方向时，判断为是如图7所示那样车辆在接收区域R中进行车道变更的方式F(PF)(S28)。在这种情况下，成为车辆在设置有信标20的道路上变更车道后直行而行进。这样，结束行进方向检测处理。

另外，当在步骤S19中判断为通信过程中的移动距离d不是接收区域R的脱离考虑直径rb以下(通信过程中的移动距离d比接收区域R的脱离考虑直径rb大)时，进入到图4所示的流程。接着，判断通信过程中的移动距离d是否为接收区域R的长轴ra以下(S31)。其结果，在判断为通信过程中的移动距离d不是接收区域R的长轴ra以下时，判断为是如图9所示那样车辆进行了蛇行的方式G(PG)或系统中发生了异常(S32)。在这种情况下，不进行行进方向的检测，设为是进行直行并保持不变，结束行进方向检测处理。

另一方面，在已判断为通信过程中的移动距离d为接收区域R的长轴ra以下的情况下，判断计数器的计数值是否为0(S33)。其结果，在已判断为计数器的计数值为0的情况下，成为，车辆在接收区域R中未变更行进方向的情况。在这种情况下，判断为是如图10所示那样车辆直行通过接收区域R的中央区域的附近的位置的方式H(PH)(S34)。在这种情况下，成为车辆在设置有光信标20的道路上直行。这样，结束行进方向检测处理。

另外，当在步骤S33中判断为计数器的计数值不为0的情况下，判断计数器的计数值是否为1(S35)。其结果，在判断为计数器的计数值为1时，认为是，车辆斜向进入接收区域R后直行的方式I(PI)，和车辆直行进入接收区域R后斜向移动并脱离路径，在离开接收区域R之后向直行方向进行行进路线变更的方式J(PJ)中的任一个。

在这种情况下也是，由于接收区域R的形状为椭圆形，所以可以利用椭圆形的性质，如图8所示那样，可以根据通信过程中的第一移动距离d1和通信过程中的第二移动距离d2的大小进行二者的判断。具体地说，在通信过程中的第一移动距离d1大于通信过程中的第二移动距离d2时，成为车辆直行进入到接收区域R之后，斜向移动并脱离路径的方式I(PI)。反之，在通信过程中的第二移动距离d2比通信过程中的第一移动距离d1大时，为车辆斜向进入到接收区域R之后，直行的方式J(PJ)。因此，在判断为计数器的计数值为1时，判断通信过程中的第一移动距离d1是否大于通信过程中的第二移动距离d2(S36)。

其结果，在判断为通信过程中的第一移动距离d1大于通信过程中的第二移动距离d2时，判断为是如图10所示那样车辆直行进入到接收区域R之后，斜向移动并脱离路径的方式I(PI)(S37)。在这种情况下，成为车辆在设置有信标20的道路的斜向方向上行进。这样结束行进方向检测处理。另一方面，在判断为通信过程中的第一移动距离d1为通信过程中的第二移动距离d2以下时，判断为是车辆斜向进入接收区域R之后直行的方式C(PC)(S38)。在这种情况下，成为车辆在设置有信标20的道路上直行而行进。这样结束行进方向检测处理。

另外，当在步骤S35中判断为计数器的计数值不是1时，成为计数器的计数值为2的情况。在这种情况下，进行了两次行进路线变更行动，但是，要判断这两次的行进路线变更行动是否为左右转弯同一方向(S39)。其结果，在判断为两次的行进路线变更行动不是左右转弯同一方向时，判断为是如图10所示那样车辆在接收区域R中进行超车动作的方式K(PK)(S40)。在这种情况下，成为，车辆在设置有信标20的道路上未变更车道直行而行进的情况。这样结束行进方向检测处理。

另一方面，在判断为两次的行进路线变更行动为左右转弯同一方向时，判断为如图10所示那样车辆在接收区域R中进行车道变更的方式L(PL)(S41)。在这种情况下，成为，车辆在设置有信标20的道路上变更车道后直行而行进。这样，结束行进方向检测处理。

返回图2所示的流程，如果检测出车辆的行进方向，则在相对位置变化检测部15中，检测车辆位置的相对变化(S3)。在相对位置变化检测部15中，基于离开接收区域R之后的车辆的移动距离和转向角的历史，检测距基准位置的车辆的相对位置变化(Δx，Δy)。相对位置变化检测部15将基于检测出的车辆位置的相对变化的相对变化信息输出到车辆位置计算部17。

接着，在车辆位置计算部17中，计算车辆位置(S4)。在计算车辆位置之时，使用在步骤S1中由基准位置取得部11取得的基准位置(x，y)、在步骤S2中由行进方向检测部16检测出的行进方向、以及在步骤S3中由相对位置变化检测部15检测出的车辆位置的相对变化。当在行进方向检测部16中检测出的基准位置处的行进方向是沿着道路直行的情况下，将对基准位置(x，y)加上车辆位置的相对变化(Δx，Δy)后的位置(x+Δx，y+Δy)作为当前位置来计算车辆位置。

另外，当在行进方向检测部16中检测出车辆的行进方向相对于道路的延伸方向的变化时，考虑车辆行进方向的变化来计算车辆的当前位置。例如，如步骤S18那样，在判断为车辆横切道路时，将车辆位置的相对变化(Δx，Δy)设为变换90°后的位置(Δy，Δx)，将当前位置计算为(x+Δy，y+Δx)。

进而，当在行进方向检测部16中检测出车辆进行了车道变更的情况时，考虑车道变更来计算车辆的当前位置。例如，在如步骤S28那样判断为车辆进行了车道变更的情况下，对基准位置加上车道宽度α后得到位置(x+α，y)，并将对位置(x+α，y)加上车辆位置的相对变化(Δx，Δy)后的位置(x+Δx+α，Δy)计算为当前位置。

另外，作为从光信标20发送来的基础设施协调信息中包含的道路信息，为在主线道路中的设置有光信标20的位置之后设置了支线道路时，当在步骤S25中检测出路径脱离之时，可以判断为车辆进入了支线道路。在之后的位置计算中，将考虑车辆在岔道上行驶而对位置(x+Δx，y+Δy)进行修正后的位置作为当前位置来计算。

这样，在本实施方式的车辆位置计算装置中，除了基准位置和车辆位置的相对变化之外，还考虑基准位置的车辆的行进方向来计算车辆的当前位置。因此，可以考虑基准位置的车辆的朝向来求出车辆的位置。从而，可以不取决于取得成为基准位置的位置信息之时的车辆的朝向，而高精度地计算出当前的车辆的位置。

另外，由于在求得车辆位置的相对变化之后，计算出车辆的位置，所以，可以通过简单的运算计算出车辆的位置。进而，由于按沿着设置有光信标20的车道的方向和横切车道的方向进行区别来检测行进方向，所以，可以不取决于基准位置的车辆的行驶状态，而高精度地计算出车辆位置。而且，由于使用被从光信标20提供无线数据的接收区域来检测车辆的行进方向，所以，可以不受环境因素和个人特性的限制，而高精度地检测出车辆的行进方向。而且，由于使用基于方向盘操作的车辆的行进路线变更行动来计算行进路线方向，所以可以更高精度地检测车辆的行进方向。

另外，在上述实施方式中，基于转向角或方向指示灯操作来检测基准位置处的行进路线变更行动，但是，也可以通过检测出车辆跨越白线的情况，来检测行进线路变更行动。在这种情况下，与车辆位置计算ECU1连接有立体摄像头。立体摄像头被设置在可以拍摄到画在车辆周围的道路上的白线的位置。另外，在车辆位置计算ECU1中的行进路线变更行动检测部14中具备通过对立体摄像头拍摄到的图像进行图像处理来检测图像中的白线的白线检测功能。

在这种情况下，可以根据是否跨越了白线，来进行步骤S11、S13中的在光信标20与车载通信装置2之间进行通信过程中车辆是否进行了左右转弯的行动的判断。当通过图像处理检测出白线，车辆在通信过程中跨越了检测出的白线的情况下，判断为车辆进行了左右转弯行动，在车辆在通信过程中未跨越检测出的白线的情况下，判断为车辆未进行左右转弯行动。可以这样进行左右转弯行动的判断。另外，在检测白线的方法中，可以检测跨越白线之时的白线与车辆的角度。也可以在计算行进方向时考虑跨越此时的白线之时的白线与车辆的角度。另外，也可以交替使用转向角、方向指示灯操作、是否跨越白线来进行有无行进线路变更的判断。

进而，在本实施方式的车辆位置计算ECU1中，还判断有无车道变更。因此，例如如图11中(a)所示那样，在信号灯30中，除了绿灯显示31、黄灯显示32、红灯显示33之外，有时还显示表示可以右转弯的右转弯箭头方向指示灯34。

在这种情况下，也可以在行进方向的计算中考虑信号灯30的存在。例如，如图11中(b)所示，在接收区域R是道路的左车道的情况下，即使在步骤S25中判断为是车辆直行进入接收区域R之后斜向移动并脱离路径的方式D(PD)的情况下，根据前方的信号灯30的存在，也可以判断为是在越过接收区域R的位置改变行进方向的进行车道变更的方式M(PM)。

另外，当在未到信号灯30的之前的位置存在光信标20的情况下，可以通过进行上述的车辆位置计算，来判断有无车道变更。例如，在图11中(b)所示的例子中，当在步骤S28中判断为车辆进行了车道变更的情况下，可以进行考虑了信号灯30中的右转弯方向指示灯34的行驶辅助等。反之，当在步骤S24中判断为车辆斜向进入到接收区域R之后直行的情况下，作为方式N(PN)可以进行不考虑信号灯30中的右转弯方向指示灯34的行驶辅助等。

以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中将接收区域的形状设为椭圆形，但是，也可以是椭圆形以外的形状、例如圆形、长方形或其他的多边形形状。另外，在上述实施方式中，当在步骤S32中发生蛇行或系统异常的情况下不进行行进方向的检测，直接结束处理，但是，也可以通过警报单元报告发生蛇行或系统异常的情况。作为此时的警报单元可以使用进行图标显示或语音报警的装置。

另外，在上述实施方式中，基于接收光信标信息的过程中的移动距离和左右转弯行动来计算车辆的行进方向，但是，也可以简单地构成为仅根据通过接收区域的过程中或通过接收区域的前后有无左右转弯行动来检测行进方向。例如，也可以当在光信标信息的接收过程中取得了方向指示灯操作信息或转向角信号的情况下，判断为进行了车道变更。

产业上应用的可能性

本发明可以用于计算行驶的车辆的当前位置的车辆计算装置和车辆位置计算方法中。

Claims (8)

1.一种车辆位置计算装置，其特征在于，具备：

基准位置信息取得单元，其从道路侧装置中取得基准位置信息，该基准位置信息作为检测车辆的位置时的基准位置；

行进方向检测单元，其检测取得所述基准位置的时间点的所述车辆的行进方向；

行驶状态变化检测单元，其检测车辆行驶状态的相对变化，该车辆行驶状态的相对变化是相对于取得所述基准位置的时间点的车辆的行驶状态的相对变化；

位置计算单元，其基于所述行进方向检测单元检测出的所述车辆的行进方向和所述行驶状态变化检测单元检测出的所述车辆的行驶状态的变化来计算出所述车辆的位置；和

行进路线变更行动检测单元，其用于检测所述车辆的行进路线变更行动，

所述行进方向检测单元，当在与所述道路侧装置进行通信的过程中检测出行进路线变更行动的情况下，基于从通信开始时到检测出所述行进路线变更行动时的距离、和从检测出所述行进路线变更行动时到通信结束时的距离来检测所述车辆的行进方向。

2.根据权利要求1所述的车辆位置计算装置，其特征在于，

所述位置计算单元，基于所述行进方向检测单元检测出的所述车辆的行进方向和所述行驶状态变化检测单元检测出的所述车辆的行驶状态的变化，求出所述车辆的位置相对于所述基准位置的相对变化，

基于所述基准位置和所述车辆的位置相对于所述基准位置的相对变化来计算出所述车辆的位置。

3.根据权利要求1或2所述的车辆位置计算装置，其特征在于，

所述行进方向检测单元，当检测所述车辆在取得所述基准位置的时间点的行进方向时，按沿着设置有所述道路侧装置的车道的方向和横切所述车道的方向进行区别来检测所述行进方向。

4.一种车辆位置计算装置，其特征在于，

包括：

基准位置信息取得单元，其从道路侧装置中取得基准位置信息，该基准位置信息作为检测车辆的位置时的基准位置；

行进方向检测单元，其检测取得所述基准位置的时间点的所述车辆的行进方向；

行驶状态变化检测单元，其检测车辆行驶状态的相对变化，该车辆行驶状态的相对变化是相对于取得所述基准位置的时间点的车辆的行驶状态的相对变化；和

位置计算单元，其基于所述行进方向检测单元检测出的所述车辆的行进方向和所述行驶状态变化检测单元检测出的所述车辆的行驶状态的变化来计算出所述车辆的位置，

所述道路侧装置是针对所述车辆行驶的道路中的规定形状的接收区域提供无线数据的信标，所述信标，通过所述无线数据提供与所述接收区域有关的接收区域信息，

还包括：接收区域信息取得单元，其取得从所述信标提供的接收区域信息；以及

移动距离计算单元，其计算出在与所述信标进行通信的过程中所述车辆已移动的距离，

所述行进方向检测单元，基于被提供所述无线数据的椭圆形接收区域的各个轴和所述移动距离计算单元计算出的移动距离来检测所述车辆的行进方向。

5.一种车辆位置计算方法，其特征在于，包括：

基准位置信息取得步骤，从道路侧装置中取得基准位置信息，该基准位置信息作为检测车辆的位置时的基准位置；

行进方向检测步骤，检测取得所述基准位置的时间点的所述车辆的行进方向；

行驶状态变化检测步骤，检测车辆行驶状态的相对变化，该车辆行驶状态的相对变化是相对于取得所述基准位置的时间点的车辆的行驶状态的相对变化；

位置计算步骤，基于所述行进方向检测步骤中检测出的所述车辆的行进方向和所述行驶状态变化检测步骤中检测出的所述车辆的行驶状态的变化来计算出所述车辆的位置；和

行进路线变更行动检测步骤，检测所述车辆的行进路线变更行动，

在所述行进方向检测步骤中，当在与所述道路侧装置进行通信的过程中检测出行进路线变更行动的情况下，基于从通信开始时到检测出所述行进路线变更行动时的距离、和从检测出所述行进路线变更行动时到通信结束时的距离来检测所述车辆的行进方向。

6.根据权利要求5所述的车辆位置计算方法，其特征在于，

所述位置计算步骤，是基于所述行进方向检测步骤中检测出的所述车辆的行进方向和所述行驶状态变化检测步骤中检测出的所述车辆的行驶状态的变化，求出所述车辆的位置相对于所述基准位置的相对变化的步骤，

基于所述基准位置和所述车辆的位置相对于所述基准位置的相对变化来计算出所述车辆的位置。

7.根据权利要求5或6所述的车辆位置计算方法，其特征在于，

在所述行进方向检测步骤中，当检测所述车辆在取得所述基准位置的时间点的行进方向时，按沿着设置有所述道路侧装置的车道的方向和横切所述车道的方向进行区别来检测所述行进方向。

8.一种车辆位置计算方法，其特征在于，

包括：

基准位置信息取得步骤，从道路侧装置中取得基准位置信息，该基准位置信息作为检测车辆的位置时的基准位置；

行进方向检测步骤，检测取得所述基准位置的时间点的所述车辆的行进方向；

行驶状态变化检测步骤，检测车辆行驶状态的相对变化，该车辆行驶状态的相对变化是相对于取得所述基准位置的时间点的车辆的行驶状态的相对变化；和

位置计算步骤，基于所述行进方向检测步骤中检测出的所述车辆的行进方向和所述行驶状态变化检测步骤中检测出的所述车辆的行驶状态的变化来计算出所述车辆的位置，

所述道路侧装置是针对所述车辆行驶的道路中的规定形状的接收区域提供无线数据的信标，所述信标通过所述无线数据提供与所述接收区域有关的接收区域信息，

还包括：接收区域信息取得步骤，取得从所述信标提供的接收区域信息；以及

移动距离计算步骤，在与所述信标进行通信的过程中计算出所述车辆已移动的距离，

所述行进方向检测步骤，基于被提供所述无线数据的椭圆形接收区域的各个轴和在所述移动距离计算步骤中计算出的移动距离来检测所述车辆的行进方向。

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