JP2000113386A

JP2000113386A - 自車位置検出システム

Info

Publication number: JP2000113386A
Application number: JP27728598A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Inoue; 雅博井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2000-04-21
Anticipated expiration: 2018-09-30
Also published as: JP2994361B1

Abstract

(57)【要約】【課題】高精度、高信頼性を有し、かつ衛星からの電
波事情が悪くとも自車位置の検出が出来る安価な自車位
置検出システムを得る。【解決手段】高度道路交通システムの狭域通信システ
ムを利用した自車位置検出システムであり、路上器の設
置位置データを無線通信にて送信する路上器と、路上器
から送信された電波を受信する狭域通信電波受信部１
１、及び狭域通信電波受信部１１の出力を狭域通信プロ
トコルにて解読し自車位置を検出する狭域通信自車位置
検出手段１２を有する車載器とを備えたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、高度道路交通シ
ステムに使用される狭域通信システムを用いた自車位置
検出システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自車位置を検出する方法として
は、地球投影位置決定システム（ＧＰＳ：global posit
ioning system）による位置検出方法がよく知られてい
る。ＧＰＳは、米国防省、海空軍により推進された衛星
利用三次元測位システムであり、地球の上空約２万Ｋｍ
に計１８個の静止衛星を等間隔に配置し、最低３個の衛
星からの電波をキャッチできるようにし、衛星からの距
離をそれぞれ測定し、一点で交わる位置から自車の位置
を検出するものである。

【０００３】図６はＧＰＳを利用した従来の自車位置検
出システムの車載器のブロック図である。図６におい
て、１は、衛星から送信された電波を受信する衛星電波
受信部であるＧＰＳ受信部である。２は、ＧＰＳ受信部
２によって受信された受信データを基に自車位置を検出
する地球投影位置決定自車位置検出手段であるＧＰＳ自
車位置検出手段である。３は、車両の角速度を検出する
ジャイロセンサである。５は、ＧＰＳ自車位置検出手段
２の出力する自車位置を、ジャイロセンサ３の出力する
角速度および車速とを用いて補完する自車位置補正処理
部である。６は、地図情報が記憶された例えばＣＤ−Ｒ
ＯＭ等の記憶手段である。７は、自車位置補正処理部５
の出力する自車位置を、記憶手段６に記憶された地図情
報と共に表示する表示手段する例えば液晶表示装置であ
る表示部である。

【０００４】このように構成された従来の自車位置検出
システムにおいては、ＧＰＳ自車位置検出手段２は、Ｇ
ＰＳ受信部１によって受信された電波に基づいて自車位
置を検出する。そして、自車位置補正処理部５は、ＧＰ
Ｓ自車位置検出手段２によって得られた複数の自車位置
からなる経路を、ジャイロセンサ３の出力の基づいてな
めらかに補完する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成の従来のＧＰＳによる自車位置検出システムは、下記
のような問題を有していた。（１）元来、軍事用として開発されたものであるため
に、故意に位置情報がずれる様にデータが送信されてお
り、位置精度は数１００ｍ程度と良くなかった。（２）トンネル、高架下あるいはビルの影など、電波事
情の悪い所では受信不能になり自車位置検出が出来なか
った。（３）高速道路、バイパスなどの高架型の立体道路を走
行している場合、上下の道路においてどちらの道路を走
行しているのか区別することが出来なかった。（４）また、同様に、高速道路、バイパスなどの本線道
路とその側道からなる道路においては、そのどちらを走
行しているのか区別がつかないことが多かった。（５）衛星からの電波を受信するために、高感度かつ高
価な受信回路が必要であった。

【０００６】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、上述の問題点を解決し、高精
度、高信頼性を有し、かつ衛星からの電波事情が悪くと
も自車位置の検出が出来なくなることのない安価な自車
位置検出システムを得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る自車位置
検出システムは、高度道路交通システムの狭域通信シス
テムを利用した自車位置検出システムであり、路上機の
設置位置データを無線通信にて送信する路上機と、路上
機から送信された電波を受信する狭域通信電波受信部、
及び狭域通信電波受信部の出力を狭域通信プロトコルに
て解読し自車位置を検出する狭域通信自車位置検出手段
を有する車載器とを備えたことを特徴とする。

【０００８】また、車載器は、狭域通信電波受信部の出
力から電波の電界強度を検出する電界強度検出手段と、
電界強度検出手段からの出力に基づいて狭域通信自車位
置検出手段によって得られた自車位置を補正する自車位
置補正処理部とを更に有する。

【０００９】また、設置位置データには、緯度経度デー
タが含まれ、狭域通信自車位置検出手段は、緯度経度デ
ータを基に自車位置を認識する。

【００１０】また、設置位置データには、路上機設置道
路区分データが含まれ、車載器は、路上機設置道路区分
データを基に自車が走行中の道路区分を認識する自車走
行道路区分検出手段を更に有する。

【００１１】また、車載器は、衛星から送信された電波
を受信する衛星電波受信部、衛星電波受信部の出力を基
に自車位置を検出する地球投影位置決定自車位置検出手
段を更に有し、自車位置補正処理部は、狭域通信電波受
信部の出力および地球投影位置決定自車位置検出手段の
出力を併用して自車位置を認識する。

【００１２】また、車載器は、車両の角速度を検出する
ジャイロセンサを更に有し、自車位置補正処理部は、ジ
ャイロセンサの出力を基に隣接する路上機間の経路を補
完する。

【００１３】さらに、車載器は、地図情報を記憶する記
憶手段と、地図情報と共に自車位置を地図情報の対応す
る位置に表示する表示手段を更に有する。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．高度道路交通シス
テム（ＩＴＳ：Intelligent Transport Sytem）は、マ
イクロ波帯の電波を使用し路上の限られた範囲のみにて
通信を行う狭域通信（ＤＳＲＣ：Dedicated Short-Rage
Communication）を用いて、路上側に設けられた路上機
と車両側に設けられた車載器との間で通信を行い、各種
のデータの授受を行うことにより、運転者および道路管
理者に利益をもたらすシステムである。本発明は、この
高度道路交通システムの狭域通信すなわちＤＳＲＣの技
術を利用した自車位置検出システムである。

【００１５】図１はこの発明の自車位置検出システムの
車載器を示すブロック図である。図１において、１は、
衛星から送信された電波を受信する衛星電波受信部であ
るＧＰＳ受信部である。２は、ＧＰＳ受信部２によって
受信された受信データを基に自車位置を検出する地球投
影位置決定自車位置検出手段であるＧＰＳ自車位置検出
手段である。３は、車両の角速度を検出するジャイロセ
ンサである。ジャイロセンサ３は、車両の角速度を検出
し、得られた複数の自車位置間の経路をなめらかとなる
ように補完する為に用いられる。

【００１６】また、１１は、図示しない路上機から発信
される電波を受信する狭域通信電波受信部であるＤＳＲ
Ｃ受信部である。１２は、ＤＳＲＣ受信部によって受信
された電波をＤＳＲＣ信号処理手段によって解読し、設
置位置データとして抽出し、この設置位置データを基に
自車位置を検出する狭域通信自車位置検出手段であるＤ
ＳＲＣ自車位置検出手段である。設置位置データとは、
具体的には路上機の設置された緯度経度および道路区分
といったデータである。さらに道路区分とは、例えば、
一般道や高速道路、あるいは国道や県道といった情報で
ある。１３は、上述の設置位置データを基に自車の走行
している道路区分を検出する自車走行道路区分検出手段
である。

【００１７】更に、１４は、路上機から発信される電波
の受信電力の強度を測定する電界強度検出手段である。
また、１５は、ＤＳＲＣ自車位置検出手段１２の出力す
る自車位置、ＧＰＳ自車位置検出手段２の出力する自車
位置のいずれかの自車位置を選択し、ジャイロセンサ３
の出力する角速度および車速とを用いて補正する自車位
置補正処理部である。自車位置補正処理部１５は、さら
に自車走行道路区分検出手段１３の出力から道路区分を
認識したり、電界強度検出手段１４の出力から後述する
ように路上機の詳細なアンテナ設置位置を得てこれらを
総合的に判断し路上機の設置を認識する。６は、地図情
報が記憶された例えばＣＤ−ＲＯＭ等の記憶手段であ
る。７は、自車位置補正処理部１５の出力する自車位置
を、記憶手段６に記憶された地図情報と共に表示する例
えば液晶表示装置である表示手段としての表示部であ
る。

【００１８】図２は車載器の動作の一例を示すフローチ
ャートである。車載器は、ＤＳＲＣ受信部１１で、受信
可能な場合（ステップＳ３０）、受信された受信データ
から、ＤＳＲＣ自車位置検出手段１２により自車位置、
すなわち自車の緯度経度を認識する（ステップＳ３
１）。更に、受信データから、自車走行道路区分検出手
段１３により、自車の走行している道路区分を認識する
（ステップＳ３２）。更にまた、ＤＳＲＣ受信部１１で
受信した受信電力を電界強度検出手段１４によって認識
し、受信電力の最も強い位置がＤＳＲＣ送信アンテナの
直下（路上機位置）であると判定する。電界強度検出手
段１４の動作については後述する。

【００１９】一方、ＤＳＲＣ受信部１１で、受信が不可
能な場合、ＧＰＳ受信部１にて受信可能か判断し（ステ
ップＳ３４）、受信可能な場合は、受信された受信デー
タから、ＧＰＳ自車位置検出手段２により自車位置を認
識する。そして最後に、自車位置補正処理部１５は、こ
れらの自車位置を総合的に判断し、さらにジャイロセン
サ３の出力によって補完する。このようにして算出され
た自車位置は、記憶手段６に記憶されている地図情報と
共に例えば液晶表示装置である表示部７に表示される。

【００２０】次に、電界強度検出手段１４の動作につい
ては説明する。図３は電界強度の分布を示すグラフであ
る。縦軸は電界強度の強さを表し、横軸は車両の進行方
向を示す。通常、ＤＳＲＣの路上機のアンテナはある程
度の指向性をもっている。そのため、アンテナが真下を
向いている場合は、図３の実線で示す用にアンテナ直下
付近が最も強電界となっている。一方、アンテナが車両
に対して対向するように、すこし斜めに傾いて設置され
ている場合は、図３の一点鎖線で示す用にアンテナ直下
の少し手前が最も強電界となっている。

【００２１】このようなことから、電界強度検出手段１
４は、電界強度の最も強い位置をアンテナ直下と認識し
て出力し、自車位置補正処理部１５は、この位置が路上
機から送信された設置位置データの位置であるとして自
車位置自車位置を補正する。そのため、更に正確に自車
位置を算出することができる。

【００２２】また、アンテナが斜めに傾いて設置されて
いる場合、路上機は、設置位置データに、アンテナの取
り付け角度及び高さを設置位置データに含めて送信す
る。この場合、ＤＳＲＣ自車位置検出手段１２は、図４
に示される様な幾何学的計算によって電界強度のピーク
位置を算出し、そのずれ量ｘを補正して、路上機設置位
置を検出する。このとき、車載器高さは、実状にあわせ
て１ｍとして計算して良い。また、車載器が、車種情報
として、車載器の高さ、例えば、普通車は１ｍ、大型車
は１．５ｍといった情報を有している場合は、さらに図
４に示される様な幾何学的計算によって更に詳細なずれ
量ｙあるいはｚを求めることも出来る。

【００２３】このような構成の自車位置検出システムに
おいては、ＤＳＲＣの交信が可能な場所であれば自車位
置検出が可能となり、トンネルや高架下などでも自車位
置検出が可能となる。また、位置精度については、ＤＳ
ＲＣ通信の可能な範囲内となるので最大でも３０ｍ程度
の誤差となり、更に路上機のアンテナのタイプによって
は、数ｍの精度を確保することも可能である。

【００２４】また、電界強度検出手段１４は、路上機の
発信する電界強度を検出し、その電界強度に応じて位置
補正がされるので、更に自車位置を正確に検出すること
が可能となる。

【００２５】さらに、路上機は、路上機設置位置を緯度
経度データで送信するので、電子地図上の緯度経度デー
タとリンクさせることにより、更に正確に自車位置を認
識することが可能となる。

【００２６】また、路上機は、路上機設置の道路区分デ
ータを送信するので、高架下道路等の立体構造の道路に
おいてもどちらの道路を走行しているのか、また、本線
と側道のどちらを走行しているのかを認識することが可
能となる。

【００２７】さらに、本実施の形態においては、車載器
が、従来と同様のＧＰＳによる自車位置検出手段を有
し、自車位置補正処理部１５は必要に応じて各々の出力
を採用し、また併用するのでＤＳＲＣ路上機が設置され
ていない場所においても自車位置検出が可能となる。

【００２８】また、自車位置補正処理部１５は、ジャイ
ロセンサ３の出力による位置補正を行うことにより、隣
り合う２個の路上機間での自車位置補正が可能となる。

【００２９】尚、本実施の形態の設置位置データは、具
体的には路上機の設置された緯度経度および道路区分で
あった。しかし、道路区分においては、必ず必要なもの
ではなく、なくてもある程度の効果は得ることができ
る。さらに、路上機の設置位置データである緯度経度デ
ータであるが、これは、例えば、東北自動車道のｘｋｍ
のポストとか、国道１号線の起点からｙｋｍのポストで
あると言った位置情報であってもよい。更に、路上機の
設置位置を示すものであれば、その他の情報であっても
良い。

【００３０】また、本実施の形態の電界強度検出手段１
４は、電界強度の最も強い位置をアンテナ直下と認識し
たが、電界強度の立ち上がり地点から、立ち下がり地点
の中心すなわち通信エリアの中心路上機位置と判定する
方法もある。また、電界強度の立ち上がり地点、また
は、立ち下がり地点は、ＤＳＲＣの規格によって、ほぼ
決まっているため、その位置を基準にし、車速センサか
らの車速をもとに、路上機位置を算出する方法もある。

【００３１】実施の形態２．図５はこの発明の自車位置
検出システムの他の例を示す車載器の動作を示すフロー
チャートである。本実施の形態では、従来からのＧＰＳ
による位置検出を主体とした方式をとっている。車載器
は、まずＧＰＳ受信部１で、受信可能な場合（ステップ
４０）、受信された受信データから、ＧＰＳ自車位置検
出手段２により自車位置を認識する（ステップＳ４
１）。そして更に、ＤＳＲＣ受信部１１で、受信可能な
場合（ステップＳ４２）、ＤＳＲＣ自車位置検出手段１
２により自車位置を認識する（ステップＳ４３）。更
に、受信データから、自車走行道路区分検出手段１３に
より、自車の走行している道路区分を認識する（ステッ
プＳ４４）。更にまた、ＤＳＲＣ受信部１１で受信した
受信電力を電界強度検出手段１４によって処理し、受信
電力の最も強い位置が、ＤＳＲＣ送信アンテナの直下
（路上機位置）であると判定する（ステップＳ４５）。

【００３２】一方、まずＧＰＳ受信部１で受信が不可能
な場合、ＤＳＲＣ受信部１１にて受信可能か判断し（ス
テップＳ４６）、受信可能な場合は、ＤＳＲＣ自車位置
検出手段１２により自車位置を認識し（ステップＳ４
７）。自車走行道路区分検出手段１３により、道路区分
を認識し（ステップＳ４８）。また、電界強度検出手段
１４によって受信電力の最も強い位置をアンテナの直下
であると判定する（ステップＳ４９）。そして、最後に
自車位置補正処理部１５は、これらの自車位置並びに補
正値をジャイロセンサ３の出力と共に総合的に判断し
て、正確な自車位置を算出する。この自車位置は、予め
記憶されている地図情報と共に例えば液晶表示装置であ
る表示部７に表示される。

【００３３】このような構成の自車位置検出システムに
おいては、ＧＰＳの受信が可能な場所においては、まず
ＧＰＳによって自車位置を確認し、さらにＤＳＲＣを用
いた自車位置検出によりこれを補正して出力することが
できる。また、ＧＰＳの受信が不可能な場所において
も、ＤＳＲＣを用いて自車位置を検出することができ
る。

【００３４】

【発明の効果】この発明に係る自車位置検出システム
は、高度道路交通システムの狭域通信システムを利用し
た自車位置検出システムであり、路上機の設置位置デー
タを無線通信にて送信する路上機と、路上機から送信さ
れた電波を受信する狭域通信電波受信部、及び狭域通信
電波受信部の出力を狭域通信プロトコルにて解読し自車
位置を検出する狭域通信自車位置検出手段を有する車載
器とを備えたことを特徴とする。そのため、高度道路交
通システムの狭域通信が可能な場所であれば自車位置検
出が可能となり、トンネルや高架下などでも自車位置検
出が可能となる。また、位置精度については、狭域通信
の可能な範囲内となるので正確なものとなる。さらに、
近距離で行われる狭域通信を使用し、衛星からの電波を
受信する必要がないので、高感度かつ高価な受信回路が
不必要となり安価とすることができる。

【００３５】また、車載器は、狭域通信電波受信部の出
力から電波の電界強度を検出する電界強度検出手段と、
電界強度検出手段からの出力に基づいて狭域通信自車位
置検出手段によって得られた自車位置を補正する自車位
置補正処理部とを更に有する。電界強度検出手段は、路
上機の発信する電界強度を検出し、その電界強度に応じ
て位置補正がされるので、更に正確に自車位置を検出す
ることが可能となる。

【００３６】また、設置位置データには、緯度経度デー
タが含まれ、狭域通信自車位置検出手段は、緯度経度デ
ータを基に自車位置を認識する。そのため、更に正確に
自車位置を検出することが可能となる。

【００３７】また、設置位置データには、路上機設置道
路区分データが含まれ、車載器は、路上機設置道路区分
データを基に自車が走行中の道路区分を認識する自車走
行道路区分検出手段を更に有する。そのため、高架下道
路等の立体構造の道路においてもどちらの道路を走行し
ているのか、また、本線と側道のどちらを走行している
のか等のを認識をすることが可能となる。

【００３８】また、車載器は、衛星から送信された電波
を受信する衛星電波受信部、衛星電波受信部の出力を基
に自車位置を検出する地球投影位置決定自車位置検出手
段を更に有し、自車位置補正処理部は、狭域通信電波受
信部の出力および地球投影位置決定自車位置検出手段の
出力を併用して自車位置を認識する。そのため、更に正
確に自車位置を検出することが可能となる。

【００３９】また、車載器は、車両の角速度を検出する
ジャイロセンサを更に有し、自車位置補正処理部は、ジ
ャイロセンサの出力を基に隣接する路上機間の経路を補
完する。そのため、隣り合う２個の路上機間での自車経
路の補完が可能となる。

【００４０】さらに、車載器は、地図情報を記憶する記
憶手段と、地図情報と共に自車位置を地図情報の対応す
る位置に表示する表示手段を更に有する。そのため、運
転者に正確な位置情報を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の自車位置検出システムの車載器を
示すブロック図である。

【図２】車載器の動作の一例を示すフローチャートで
ある。

【図３】電界強度の分布を示すグラフである。

【図４】路上機のアンテナ設置位置の幾何学的計算方
法を示す図である。

【図５】この発明の自車位置検出システムの他の例を
示す車載器の動作を示すフローチャートである。

【図６】ＧＰＳを利用した従来の自車位置検出システ
ムの車載器のブロック図である。

【符号の説明】

１ＧＰＳ受信部（衛星電波受信部）、２ＧＰＳ自車
位置検出手段（地球投影位置決定自車位置検出手段）、
３ジャイロセンサ、６記憶手段、７表示手段、１
１ＤＳＲＣ受信部（狭域通信電波受信部）、１２Ｄ
ＳＲＣ自車位置検出手段（狭域通信自車位置検出手
段）、１３自車走行道路区分検出手段、１４電界強
度検出手段、１５自車位置補正処理部。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年８月６日（１９９９．８．６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高度道路交通システムの狭域通信システ
ムを利用した自車位置検出システムであり、路上機の設置位置データを無線通信にて送信する路上機
と、上記路上機から送信された電波を受信する狭域通信電波
受信部、及び該狭域通信電波受信部の出力を狭域通信プ
ロトコルにて解読し自車位置を検出する狭域通信自車位
置検出手段を有する車載器とを備えたことを特徴とする
自車位置検出システム。
【請求項２】上記車載器は、上記狭域通信電波受信部
の出力から上記電波の電界強度を検出する電界強度検出
手段と、該電界強度検出手段からの出力に基づいて上記
狭域通信自車位置検出手段によって得られた上記自車位
置を補正する自車位置補正処理部とを更に有することを
特徴とした請求項１記載の自車位置検出システム。
【請求項３】上記設置位置データには、緯度経度デー
タが含まれ、上記狭域通信自車位置検出手段は、該緯度
経度データを基に自車位置を認識することを特徴とした
請求項１または２記載の自車位置検出システム。
【請求項４】上記設置位置データには、路上機設置道
路区分データが含まれ、上記車載器は、該路上機設置道
路区分データを基に自車が走行中の道路区分を認識する
自車走行道路区分検出手段を更に有することを特徴とし
た請求項１乃至３のいずれか記載の自車位置検出システ
ム。
【請求項５】上記車載器は、衛星から送信された電波
を受信する衛星電波受信部、該衛星電波受信部の出力を
基に自車位置を検出する地球投影位置決定自車位置検出
手段を更に有し、上記自車位置補正処理部は、上記狭域
通信電波受信部の出力および地球投影位置決定自車位置
検出手段の出力を併用して自車位置を認識することを特
徴とした請求項２乃至４のいずれか記載の自車位置検出
システム。
【請求項６】上記車載器は、車両の角速度を検出する
ジャイロセンサを更に有し、上記自車位置補正処理部
は、該ジャイロセンサの出力を基に隣接する路上機間の
経路を補完することを特徴とした請求項２乃至５のいず
れか記載の自車位置検出システム。
【請求項７】上記車載器は、地図情報を記憶する記憶
手段と、該地図情報と共に上記自車位置を該地図情報の
対応する位置に表示する表示手段を更に有することを特
徴とした請求項１乃至６のいずれか記載の自車位置検出
システム。