JP2005300415A

JP2005300415A - 補正装置

Info

Publication number: JP2005300415A
Application number: JP2004119166A
Authority: JP
Inventors: Teruaki Ata; 輝明阿多; Naoyuki Shimizu; 直行清水; Masataka Yamamoto; 昌隆山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2004-04-14
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】少なくとも２つの車両の位置情報を集めて、精度の高い情報を用いて精度の低い情報を補正する補正装置を提供すること
【解決手段】位置送信装置１は、車両１００の位置情報を作成する。位置送信装置２は、車両２００の位置情報を作成する。各位置情報には、位置情報の精度を示す測位精度情報が含まれる。ここで、位置送信装置１は、位置送信装置２よりも測位精度が低い。位置送信装置１及び２は、補正装置３に位置情報を送信する。補正装置３は、位置送信装置１及び２から送信された位置情報の測位精度情報を参照し、各位置情報の測位精度を判別する。さらに、補正装置３は、位置送信装置２が作成した位置情報を用いて、位置送信装置１が作成した位置情報を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、補正装置に関し、より特定的には、移動体の測位位置を補正する補正装置に関する。

移動体の位置を測定するＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）において、ＧＰＳ受信機は、典型的には、移動体に搭載される。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳに収容される衛星（以下、ＧＰＳ衛星と称する）から送信される情報を受信し、受信した情報からＧＰＳ衛星と移動体との距離を算出して、移動体の位置を求める。しかしながら、ＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星から受信した情報のみを用いて位置を算出すると、測位結果に誤差を生じることがある。そこで、測位結果を補正して、測位結果に含まれる誤差を減らす補正装置が開発されている。以下、従来の補正装置について説明する。

従来の補正装置は、移動体に搭載されており、ＧＰＳ受信機と、入力部と、近似部と、測位処理部とを備える。ユーザは、既知点Ａにて移動体を静止させる。ここで、既知点Ａは、３次元座標からなる位置が既知の点である。次いで、ユーザは、入力部を操作して、既知点Ａの位置情報を従来の補正装置に入力する。従来の補正装置は、既知点Ａにおいて、ＧＰＳ受信機からの電波を時刻Ｔ１〜Ｔｍに受信する。ＧＰＳ受信機は、既知点Ａと各ＧＰＳ衛星との間の疑似距離（観測量）を時刻Ｔ１〜Ｔｍごとに求める。次いで、近似部は、時刻Ｔｍから過去にさかのぼった時刻Ｔ１までの時系列の疑似距離に基づいて、時間を変数とする最小二乗近似多項式を各ＧＰＳ衛星について求める。次いで、ユーザは、移動体を既知点Ａから未知点Ｂに向けて移動させる。測位処理部は、未知点Ｂにおいて、時刻Ｔｎで、ＧＰＳ受信機からの電波を受信する。測位処理部は、近似部が求めた最小二乗近似多項式の変数にΔＴ＝Ｔｎ−Ｔｍを代入することにより、既知点Ａにおける時刻Ｔｎでの疑似距離予測値を求める。次いで、測位処理部は、入力部によって入力された既知点Ａの３次元座標と、各ＧＰＳ衛星から受信した各ＧＰＳの３次元座標を用いて、既知点Ａと各ＧＰＳ衛星との理論的な距離を求める。さらに、測位処理部は、上記の理論的な距離と、疑似距離予測値との差を予測補正量として求める。次に、測位処理部は、予測補正量を用いて、時刻Ｔｎにおける受信情報から求めた疑似距離を補正する（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３０４８４３号公報

ところで、近年、測位装置によって測定された複数の移動体の位置を用いて、道路の渋滞状況のような交通状況情報を作成する試みがなされている。個々の移動体に搭載されている全ての測位装置に従来の補正装置が組み込まれていれば、個々の測位装置による測位結果は精度の高い情報となり、測位結果に基づいて作成される交通状況情報も精度の高い情報となる。しかしながら、例えばコストの観点から、全ての測位装置が補正機能を有しているとは限らない。このような状況下では、交通状況情報を作成するために集められた複数の測位結果には、精度の低いものと精度の高いものとが混在し、測位結果を用いて作成される交通状況情報は、精度の低い情報となる。
それ故に、本発明の目的は、精度の低い測位結果を補正する補正装置を提供することである。

本発明の第１の局面は、少なくとも２つの車両の位置情報を集めて、集めた位置情報のうち少なくとも１つを補正する補正装置であって、位置情報はそれぞれ、当該位置情報の精度を特定する情報を含んでおり、補正装置は、少なくとも２つの車両から位置情報を受信する受信部と、精度を特定する情報に基づいて、当該精度を特定する情報を含む位置情報の精度を判断し、精度が高いと判断された位置情報を用いて、精度が低いと判断された位置情報を補正する補正部とを備える。

好ましくは、位置情報はそれぞれ、測位情報を含んでおり、精度を特定する情報は、測位情報の測位精度を特定する情報であり、補正部は、測位精度が高い情報は位置情報の精度が高く、測位精度が低い情報は位置情報の精度が低いと判断し、精度が高いと判断された位置情報を用いて、精度が低いと判断された位置情報を補正する。

位置情報のうち少なくとも１つの位置情報は、車両が走行する車線の情報を含んでおり、精度を特定する情報は、測位情報の精度、及び位置情報に車線情報が含まれるか否かを示す情報であり、補正部は、測位精度が高い情報は位置情報の精度が高く、測位精度が低い情報は位置情報の精度が低いと判断し、測位情報の精度が同じであれば、車線情報を含む位置情報は、車線情報を含まない位置情報よりも精度が高いと判断し、精度が高いと判断された位置情報を用いて、精度が低いと判断された位置情報を補正する。

好ましくは、補正装置は、前記補正部で補正された位置情報を表示する表示部をさらに備える。
好ましくは、補正装置は、前記補正部で補正された位置情報に基づいて、交通状況を分析する分析部をさらに備える。

本発明の第２の局面は、少なくとも２つの車両の位置情報を集めて、集めた位置情報のうち少なくとも１つを補正する方法であって、位置情報はそれぞれ、当該位置情報の精度を特定する情報を含んでおり、当該方法は、少なくとも２つの車両から位置情報を受信する受信ステップと、位置情報のうち、精度の低い位置情報があるか否かを判断する判断ステップと、補正項を算出するために精度の高い位置情報を選択する選択ステップと、精度の高い位置情報を用いて補正項を算出する算出ステップと、算出ステップで算出された補正項を用いて、精度の低い位置情報を補正する補正ステップとを備える。

本発明の第３の局面は、少なくとも２つの車両の位置情報を集めて、集めた位置情報のうち少なくとも１つを補正するためのプログラムであって、位置情報はそれぞれ、当該位置情報の精度を特定する情報を含んでおり、当該プログラムは、少なくとも２つの車両から位置情報を受信する受信ステップと、位置情報のうち、精度の低い位置情報があるか否かを判断する判断ステップと、補正項を算出するために精度の高い位置情報を選択する選択ステップと、精度の高い位置情報を用いて補正項を算出する算出ステップと、算出ステップで算出された補正項を用いて、精度の低い位置情報を補正する補正ステップとをコンピュータに実行させる。

本発明の第４の局面は、車両の位置情報を作成して、作成した位置情報を補正装置に送信する位置送信装置であって、車両の位置を算出するための情報を外部から受信する情報受信部と、情報受信部が受信した情報に基づいて、車両の位置を算出する位置算出部と、位置算出部が算出した車両の位置に基づいて、位置情報の精度を特定する情報を含む位置情報を作成する情報作成部と、情報作成部が作成した位置情報を補正装置に送信する送信部とを備える。

本発明の第１〜３の局面によれば、補正装置は、少なくとも２つの車両から集めた位置情報のうち、どの位置情報が精度の高い情報であるかを、それぞれの位置情報に含まれる精度を特定する情報に基づいて判断する。次いで、補正装置は、精度の高い位置情報を用いて、精度の低い位置情報を補正することができる。
本発明の第４の局面によれば、位置送信装置は、外部から車両の位置を算出するための情報を受信し、受信した情報を用いて、車両の位置を算出する。次いで、位置送信装置は、算出した車両の位置に基づいて、位置情報を作成し、作成した位置情報を補正装置に送信する。作成された位置情報には、位置情報の精度を特定する情報が含まれている。精度を特定する情報が位置情報に含まれていることにより、補正装置は、受信した位置情報が精度の高い情報であるか否かを判断することができる。次いで、補正装置は、精度が高いと判断された情報を用いて、精度が低いと判断された情報を補正することができる。

（実施形態）
図１は、本発明の位置送信装置１、位置送信装置２、及び補正装置３を車両に搭載した場合を示す模式図である。図１において、位置送信装置１及び２は、移動体の一例としての車両１００及び２００に搭載されている。補正装置３は、車両３００に搭載されている。位置送信装置１及び２は、測位機能を有しており、車両１００及び２００の位置を算出する。次いで、位置送信装置１及び２は、算出した車両１００及び２００の位置に基づいて位置情報を作成し、作成した位置情報を補正装置３に送信する。位置送信装置１及び２によって作成される位置情報については、後で詳説する。

まず、本実施形態における前提事項について説明する。位置送信装置１及び２は各々、複数のＧＰＳ衛星からの情報を受信して、車両１００及び２００の位置を算出している。しかし、位置送信装置１及び２の測位精度は、互いに異なっている。位置送信装置２は、位置送信装置１よりも、高い測位精度を有している。具体的には、位置送信装置１は単独測位方式（以下、単独ＧＰＳ法と称する）を採用している。一方、位置送信装置２はディファレンシャル方式（以下、ＤＧＰＳ法と称する）を採用している。ここで、単独ＧＰＳ法とは、未知点にあるＧＰＳ受信機により少なくとも３個のＧＰＳ衛星をそれぞれ観測し、少なくとも３個の観測結果に基づいて、未知点の３次元座標を算出する方法である。なお、観測できるＧＰＳ衛星の数が３個しかない場合は、各位置送信装置とＧＰＳ衛星との時刻差が不明なため、例えば時刻差が０というようにｍ何らかの仮定をおかなければ、未知点の位置を算出することができない。ただし、観測できるＧＰＳ衛星の数が４個以上であれば、上述の仮定は不必要である。よって、通常は、位置送信装置は、４個以上のＧＰＳ衛星を観測することが可能であれば、４個以上の観測結果に基づいて未知点の３次元座標を算出する。一方、ＤＧＰＳ法とは、既知点及び未知点の３次元座標をそれぞれ単独測位方式によって算出し、既知点での算出結果と既知点の３次元座標とを比較して補正値を求め、求めた補正値を用いて既知点及び未知点における共通の誤差を相殺して未知点の３次元座標を算出する方法であり、単独ＧＰＳ法よりも測位精度が高い。補正装置３は、位置送信装置１及び２によって作成される位置情報を受信する。次いで、補正装置３は、測位精度の高い位置送信装置２によって作成された位置情報を用いて、測位精度の低い位置送信装置１によって作成された位置情報を補正する。

次に、本実施形態に係る位置送信装置１、位置送信装置２及び補正装置３の詳細な構成について説明する。図２は、本実施形態に係る位置送信装置１、位置送信装置２及び補正装置３の詳細な構成を示すブロック図である。位置送信装置１は、情報受信部１１と、位置算出部１２と、格納部１３と、情報作成部１４と、送信部１５とを備える。位置送信装置２は、情報受信部２１と、位置算出部２２と、位置補正部２３と、格納部２４と、情報作成部２５と、送信部２６とを備える。補正装置３は、受信部３１と、補正部３２とを備える。補正部３２は、メモリ３３と、ＣＰＵ３４とを含む。

位置送信装置１において、情報受信部１１は、ＧＰＳ衛星からの情報を受信する。位置算出部１２は、情報受信部１１が受信した情報を用いて、車両１００の位置を算出する。ここで、位置算出部１２は、少なくとも３個以上のＧＰＳ衛星からの情報を受信した場合、車両１００の位置を算出することができる。格納部１３は、位置送信装置１の精度を示す測位精度情報を格納している。測位精度情報については、後述する。情報作成部１４は、情報受信部１１が受信したＧＰＳ衛星からの情報と、位置算出部１２が算出した車両１００の位置と、格納部１３に格納されている測位精度情報とを用いて、位置情報を作成する。図３は、位置送信装置において作成される位置情報Ｔ１の一例を示す模式図である。図３において、位置情報は、位置送信装置によって算出された車両の位置（図３中の測位位置Ｍ）と、位置送信装置の測位精度を示す情報（図３中の測位精度情報Ｉ）と、位置送信装置が観測したＧＰＳ衛星の情報（図３中の観測ＧＰＳ衛星情報）とを含む。観測ＧＰＳ衛星情報についてさらに詳細に説明すると、観測ＧＰＳ衛星情報は、位置送信装置が観測したＧＰＳ衛星の数（図３中の観測ＧＰＳ衛星数Ｎ）と、観測したＧＰＳ衛星の衛星番号と、ＧＰＳ衛星の位置と、位置送信装置が算出した各ＧＰＳ衛星と車両との距離（図３中の疑似距離）とを含む。観測ＧＰＳ衛星数Ｎは、少なくとも３であり、好ましくは４以上である。位置情報に測位精度情報Ｉが含まれている点は、本願特有の特徴の１つである。位置情報に含まれる測位精度情報Ｉを補正装置３が参照することにより、補正装置３は、受信した位置情報の精度を判断することができる。図４は、位置送信装置１によって作成される位置情報Ｔ２の一例を示す模式図である。図５は、位置送信装置２によって作成される位置情報Ｔ３の一例を示す模式図である。位置情報Ｔ２の測位精度情報Ｉには、０が記述されている。一方、位置情報Ｔ３の測位精度情報Ｉには、１が記述されている。ここで、測位精度情報Ｉが０であることは、当該位置情報が、単独ＧＰＳ法を採用する位置送信装置によって作成された位置情報であることを示す。一方、測位精度情報Ｉが１であることは、当該位置情報が、ＤＧＰＳ法を採用する位置送信装置によって作成された位置情報であることを示す。本明細書中、測位情報とは、ＧＰＳのような測位システムを用いて算出された車両位置と、算出に必要な情報とを含む情報のことであり、例えば、図３中の測位位置Ｍ、測位精度情報Ｉ、観測ＧＰＳ衛星情報を含む。位置情報は、上述のような測位情報を含み、車両の位置を特定するために役立つ他の情報をさらに含んでもよい。他の情報の例としては、例えば車両が走行する道路の車線番号がある。

再び図２を参照する。情報作成部１４は、作成した位置情報を送信部１５に送信する。送信部１５は、情報作成部１４から送信された位置情報を補正装置３に送信する。位置送信装置１は典型的には車両に搭載されるため、送信部１５は、好ましくは、無線通信方式で通信可能な送信装置である。送信部１５は、例えば、ＩＥＥＥ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１ｂに準拠する送信装置、又は携帯電話のデータ通信を利用する送信装置である。また、送信部１５は、アドホックネットワークにより多数の端末と相互に送受信可能な送受信装置であってもよい。送信部１５がアドホックネットワークによる通信方式を利用する送受信装置であれば、車両１００と車両３００とが直接通信できないほど離れていても、他の車両の送受信装置を経由して、送信部１５から送信された位置情報を補正装置３に送信することが可能である。

通知装置２において、情報受信部２１は、ＧＰＳ衛星からの情報、及び既知点の３次元座標及び既知点での測位結果から算出された補正情報を受信する。位置算出部２２は、情報受信部２１が受信したＧＰＳ衛星からの情報を用いて、各ＧＰＳ衛星と車両２００との疑似距離を算出する。位置補正部２３は、位置算出部２２によって算出された疑似距離を、情報受信部２１が受信した補正情報で補正して、車両２００の位置を算出する。格納部２４は、位置送信装置２の精度を示す測位精度情報を格納している。情報作成部２５は、情報受信部２１が受信したＧＰＳ衛星からの情報と、位置算出部２２が算出した疑似距離と、位置補正部２３が算出した車両２００の位置と、格納部２４に格納されている測位精度情報とを用いて、位置情報を作成する。次いで、情報作成部２５は、作成した位置情報を送信部２６に送信する。送信部２６は、情報作成部２５が作成した位置情報を補正装置３に送信する。なお、送信部２６は、送信部１５と同じ構成でよい。

補正装置３において、受信部３１は、送信部１５及び送信部２６から送信された位置情報を受信可能な受信装置である。補正部３２は、受信部３１が受信した位置情報のうち、少なくとも１つを補正する。メモリ３３は、位置情報を補正するための補正プログラムＰ１を格納している。ＣＰＵ３４は、メモリ３３に格納されている補正プログラムＰ１を実行する。

次に、本発明の位置送信装置１を用いて位置情報を作成する方法について、詳細に説明する。図６は、本実施形態に係る位置送信装置１の処理を示すフローチャートである。まず、情報受信部１１は、ＧＰＳ衛星からの情報を受信する（ステップＳ１１）。情報受信部１１は、受信した情報を位置算出部１２に送信する。位置算出部１２は、情報受信部１１から送信された情報を用いて車両１００の位置を算出する（ステップＳ１２）。ＧＰＳ衛星からの情報を用いて車両１００の位置を算出するステップＳ１２の処理自体は、本願特有の処理ではないので、詳細な説明を省略する。位置算出部１２は、算出した車両１００の位置と、情報受信部１１から送信された情報とを情報作成部１４に送信する。情報作成部１４は、格納部１３に格納されている測位精度情報Ｉ（＝０）と、位置算出部１２から送信された上記の位置及び情報とを用いて、測位精度情報Ｉ（＝０）を含む位置情報を作成する（ステップＳ１３）。情報作成部１４は、作成した位置情報を送信部１５に送信する。送信部１５は、情報作成部１４から送信された位置情報を補正装置３に送信する（ステップＳ１４）。

次に、本実施形態に係る位置送信装置２の処理について説明する。位置送信装置２の処理は、大略的には、位置送信装置１の処理と変わらない。そこで、位置送信装置１の処理と異なる点を中心に説明する。位置送信装置２は、ＤＧＰＳ法を採用しているため、ステップＳ１１において情報受信部２１が受信する情報は、情報受信部１１が受信する情報とは異なっている。情報受信部２１は、上述のように、ＧＰＳ衛星からの情報と、既知点の３次元座標及び既知点での測位結果から算出された補正情報とを受信する。また、ステップＳ１２において、位置算出部２２は、各ＧＰＳ衛星と車両２００との疑似距離を算出する。さらに、位置補正部２３は、位置算出部２２が算出した疑似距離と、情報受信部２１が受信した補正情報とを用いて、車両２００の位置を算出する。車両２００の位置を算出した後に、位置送信装置２は、上述のステップＳ１３及びステップＳ１４の処理に進む。ここで、情報作成部２４が作成する位置情報には、測位精度情報Ｉ＝１が含まれる。

次に、補正装置３を用いて測位位置を補正する方法について、詳細に説明する。図７は、本実施形態に係る補正装置３の処理を示すフローチャートである。受信部３１は、位置送信装置１及び２から送信された位置情報を受信する（ステップＳ２１）。ここで、位置送信装置１によって作成された位置情報は、図４に示す位置情報Ｔ２であるとする。一方、位置送信装置２によって作成された位置情報は、図５に示す位置情報Ｔ３であるとする。

受信部３１は、受信した位置情報を補正部３２に送信する。ＣＰＵ３４は、受信部３１から送信された位置情報をメモリ３３に格納する。さらに、ＣＰＵ３４は、メモリ３３に格納されている補正プログラムＰ１を実行する。ＣＰＵ３４は、受信した複数の位置情報の中に、補正対象となる位置情報があるか否かを判断する（ステップＳ２２）。ここで、補正対象となる位置情報とは、補正装置３によって補正可能な位置情報のことをいう。具体的には、ステップＳ２２では、以下の２種類の事項を判断し、その判断結果により、補正対象となる位置情報があるか否かを判断する。第１に、ＣＰＵ３４は、受信した複数の位置情報に含まれる測位精度情報Ｉを参照し、個々の位置情報の精度を判断する。第２に、ＣＰＵ３４は、共通の測位システムを使用している複数の位置情報があるか否かを判断する。ここで、「共通の測位システムを使用している複数の位置情報」とは、位置送信装置１及び２のように、共にＧＰＳを使用している複数の位置送信装置によって作成された複数の位置情報をいう。共通の測位システムを使用している複数の位置情報が存在し、その複数の位置情報の中に、精度の高い位置情報と精度の低い位置情報とが混在している場合は、精度の低い位置情報が補正対象となる位置情報である。ここで、補正対象となる位置情報と同じ測位システムによって作成された複数の位置情報のうち、補正対象となる位置情報よりも精度の高い位置情報を、後述の補正項Ｃを算出する位置情報とする。ＣＰＵ３４は、受信した複数の位置情報の中に補正対象となる位置情報が存在する場合、ステップＳ２２においてＹＥＳと判断する。もし、共通の測位システムを使用している複数の位置情報が存在しないか、又は共通の測位システムを使用している複数の位置情報が存在しても全て同程度の精度を持っている場合には、ＣＰＵ３４は、ステップＳ２２においてＮＯと判断し、処理を終了する。

具体的には、ＣＰＵ３４は、まず、位置情報Ｔ２及びＴ３の測位精度情報Ｉを参照する。すると、位置情報Ｔ２の測位精度情報Ｉは０である。また、位置情報Ｔ３の測位精度情報Ｉは１である。位置情報Ｔ２及びＴ３は、共通の測位システム（つまり、ＧＰＳ）を使用している。さらに、位置情報Ｔ２及びＴ３のうち、位置情報Ｔ３が精度の高い位置情報であり、位置情報Ｔ２が精度の低い情報である。それ故に、ＣＰＵ３４は、ステップＳ２２でＹＥＳと判断する。ここで、位置情報Ｔ２は、補正対象となる位置情報であり、位置情報Ｔ３は、後述の補正項Ｃを算出する位置情報である。

ステップＳ２２でＹＥＳと判断された場合、ＣＰＵ３４は、後述の補正項Ｃを算出する位置情報を選択する（ステップＳ２３）。具体的には、ＣＰＵ３４は、位置情報Ｔ３を選択する。
次に、ＣＰＵ３４は、ステップＳ２３で選択した位置情報Ｔ３を用いて、補正項Ｃを算出する（ステップＳ２４）。以下に、補正項Ｃを算出する方法の原理について説明し、その後で、位置情報Ｔ３を用いて補正項Ｃを算出する方法について具体的に説明する。

まず、補正項Ｃを算出する方法の原理について、詳細に説明する。前提条件として、共通の測位システムＳを用いる測位方法Ｌ及びＨによって、未知点Ｕの位置を測定すると仮定する。ここで、測位システムＳは、精度を低下させる要因Ｅを有しているとする。要因Ｅは未知である。測位方法Ｌは、測位システムＳによって測位した結果を補正することなく、未知点Ｕの位置とする方法である。一方、測位方法Ｈは、測位システムＳによって測位した結果を、補助情報Ａを用いて補正して未知点Ｕの位置を算出する方法である。それ故に、測位方法Ｈは、測位方法Ｌよりも精度の高い測位方法である。

測位方法Ｌは、未知点の位置を算出する関数として、関数Ｆ（Ｓ＋Ｅ）を使用するとする。一方、測位方法Ｈは、未知点の位置を算出する関数として、関数Ｆ１（Ｓ＋Ｅ，Ａ）を使用するとする。測位方法Ｌによって算出された未知点Ｕの位置を位置Ｕ１とし、測位方法Ｈによって算出された未知点Ｕの位置を位置Ｕ２とすると、
Ｕ１＝Ｆ（Ｓ＋Ｅ）（式１）
Ｕ２＝Ｆ１（Ｓ＋Ｅ，Ａ）（式２）
である。

測位方法Ｌの精度を測位方法Ｈの精度まで高めるために、補正項Ｃを考える。測位方法Ｌにおいて、補正項Ｃを考慮して未知点Ｕの位置を算出することにより、位置Ｕ１の精度が向上し、位置Ｕ１と位置Ｕ２とが等しくなるとすると、式１及び２より、
Ｆ（Ｓ＋Ｅ＋Ｃ）＝Ｆ１（Ｓ＋Ｅ，Ａ）（式３）
となる。
式３から補正項Ｃを求めると、
Ｃ＝ｆ（Ｆ１（Ｓ＋Ｅ，Ａ））−（Ｓ＋Ｅ）（式４）
である。式４において、ｆ（ｘ）はＦ（Ｓ）の逆関数である。Ｓ＋Ｅ及びＡは、位置情報Ｌ及びＨを算出するために使用した値であるから、既知である。よって、式４を用いて、補正項Ｃを算出することができる。補正項Ｃが算出されれば、
Ｕ３＝Ｆ（Ｓ＋Ｅ＋Ｃ）（式５）
に補正項Ｃを代入して計算することにより、測位システムＳの精度を低下させる要因Ｅが打ち消され、補正された測位位置Ｕ３が算出される。

次に、図５に示す位置情報Ｔ３を用いて補正項Ｃを算出する方法について具体的に説明する。位置情報Ｔ３は、ＤＧＰＳ法を採用している位置送信装置２によって作成された情報である。位置情報Ｔ３においては、補正情報を用いて補正されている値は、測位位置Ｍ２のみである。疑似距離Ｌ３１〜Ｌ３５は、各ＧＰＳ衛星から送信された情報を用いて算出した各ＧＰＳと車両２００との疑似距離であり、補正されていない値である。疑似距離Ｌ３１〜Ｌ３５を用いて算出される測位位置の精度は、単独ＧＰＳ法によって算出される測位位置の精度と同程度である。つまり、位置情報Ｔ３から、車両２００の測位結果として、精度の高い情報（つまり、測位位置Ｍ２）及び精度の低い情報（つまり、疑似距離Ｌ３１〜Ｌ３５から算出される測位位置）がわかる。

ここで、補正の対象となる位置情報Ｔ２を参照すると、位置情報Ｔ２は、衛星番号１、２、３及び４のＧＰＳ衛星からの情報を用いて作成された位置情報である。そこで、位置情報Ｔ３から、位置情報Ｔ２と共通の衛星番号１、２、３及び４に関する情報を用いて補正項Ｃを求める。
上述の式４に、位置情報Ｔ３に記載されている値を代入して補正項Ｃを算出する。
位置情報Ｔ３において、
（Ｓ＋Ｅ）＝（Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３，Ｌ３４）であり、
Ｆ１（Ｓ＋Ｅ，Ａ）＝Ｍ２
である。
ｆ（Ｆ１（Ｓ＋Ｅ，Ａ））＝ｆ（Ｍ２）＝（｜Ｍ２−Ｐ１｜，｜Ｍ２−Ｐ２｜，｜Ｍ２−Ｐ３｜，｜Ｍ２−Ｐ４｜）
を式４に代入すると、
Ｃ＝ｆ（Ｆ１（Ｓ＋Ｅ，Ａ））−（Ｓ＋Ｅ）
＝（｜Ｍ２−Ｐ１｜−Ｌ３１，｜Ｍ２−Ｐ２｜−Ｌ３２，｜Ｍ２−Ｐ３｜−Ｌ３３，｜Ｍ２−Ｐ４｜−Ｌ３４）（式６）
である。ここで、｜ｘ｜は、ベクトルｘの長さを表す。式６で求められた補正項Ｃは、ＧＰＳによる測位においては、各ＧＰＳ衛星と車両との間の疑似距離に含まれる誤差に対応している。

再び図７を参照する。次に、ＣＰＵ３４は、ステップＳ２４で算出した補正項Ｃを用いて、精度の低い情報を補正する（ステップＳ２４）。具体的に説明すると、ＣＰＵ３４は、式６に示す補正項Ｃを用いて、図４に示す位置情報Ｔ２の疑似距離Ｌ２１〜Ｌ２４を補正する。補正後の疑似距離Ｌｂ２１〜Ｌｂ２４は、
Ｌｂ２１＝Ｌ２１＋Ｃ＝Ｌ２１＋（｜Ｍ２−Ｐ１｜−Ｌ３１）
Ｌｂ２２＝Ｌ２２＋Ｃ＝Ｌ２２＋（｜Ｍ２−Ｐ２｜−Ｌ３２）
Ｌｂ２３＝Ｌ２３＋Ｃ＝Ｌ２３＋（｜Ｍ２−Ｐ３｜−Ｌ３３）
Ｌｂ２４＝Ｌ２４＋Ｃ＝Ｌ２４＋（｜Ｍ２−Ｐ４｜−Ｌ３４）
である。補正後の疑似距離Ｌｂ２１〜Ｌｂ２４及び各衛星位置Ｐ１〜Ｐ４を用いて、測位位置を算出する。算出された測位位置は、補正前の測位位置よりも精度が高い。

なお、本実施形態では、位置情報Ｔ２及びＴ３は、共通の４個のＧＰＳ衛星に関する情報を含んでいる。ＧＰＳによる測位では、４個以上のＧＰＳ衛星からの情報を用いて位置を測定すると、測位位置が地表面上にあるという仮定をおくことなく、未知点の位置を算出することができる。それ故に、４つのＧＰＳ衛星に関して疑似距離を補正することができれば、測位精度はかなり高くなる。しかし、必ずしも４個以上のＧＰＳ衛星に関する疑似距離を補正しなければ位置情報の精度が上がらないわけではない。共通のＧＰＳ衛星が４個以下である場合でも、共通のＧＰＳ衛星に関する情報を用いて疑似距離を補正すれば、補正をしなかった場合と比較して、精度は向上する。

次に、位置情報を補正する前後で、位置情報の誤差範囲がどのように変わるかについて図面を参照しながら説明する。図８は、位置情報Ｔ３及び補正前の位置情報Ｔ２の誤差範囲を示す模式図である。図８においては、車両１００及び２００の真の位置は、位置１００及び２００である。車両１００は、車線Ｌ１を走行している。一方、車両２００は、車線Ｌ２を走行している。誤差範囲Ａ１及びＡ２は、測位位置Ｍ１及びＭ２の誤差範囲を示す。本実施形態では、位置送信装置１は、位置送信装置２よりも測位精度が低いので、誤差範囲Ａ１は誤差範囲Ａ２よりも大きな範囲となっている。一般的に、単独ＧＰＳ法によって算出された測位位置は、約１０ｍの誤差を持つと言われている。一車線の幅は、約３．５ｍなので、測位位置Ｍ１は、複数の車線にまたがる誤差範囲Ａ１を有する。位置送信装置１は、測位誤差により、車両１００の真の位置から離れた位置を測位位置として算出してしまうことがある。ある場合には、位置送信装置１は、車両１００の測位位置Ｍ１を位置１００ａと算出し、補正装置３は、車両１００が車線Ｌ１を走行していると判断する。別の場合には、位置送信装置１は、車両１００の測位位置Ｍ１を位置１００ｂと算出し、補正装置３は、車両１００が道路外の領域Ｎを走行していると判断する。誤差範囲が一車線の幅を超えてしまうため、単独ＧＰＳ法によって算出された測位位置を用いて、補正装置３が車両１００の走行車線を正確に特定することは困難である。一方、ＤＧＰＳ法を採用している位置送信装置２では、誤差範囲Ａ２は図８に示すように一車線の幅内におさまる。それ故に、補正装置３は、車両２００の走行車線Ｌ１を正確に特定することが可能である。

図９は、位置情報Ｔ３及び補正後の位置情報Ｔ２の誤差範囲を示す模式図である。誤差範囲Ａ２は、上述のように、測位位置Ｍ２の誤差範囲を示す。誤差範囲Ａ３は、測位位置Ｍ１を補正した後の測位位置の誤差範囲を示す。図９に示されるように、誤差範囲Ａ３は、一車線の幅内におさまる。位置送信装置１が、車両１００の測位位置Ｍ１を位置１００ａと算出したとしても、又は位置１００ｂと算出したとしても、補正装置３は、車両１００の走行車線Ｌ２を正確に特定することが可能である。

以下、補正装置３が走行車線を特定する方法について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、複数の車線を有する道路の模式図である。図１０に示すように、説明の便宜上、道路の中央部分にＹ軸をとり、Ｙ軸の直角方向にＸ軸をとる。Ｙ軸を基準として、Ｘ軸の負方向０〜３．５ｍを車線Ｌ１とし、Ｘ軸の負方向３．５〜７．０ｍを車線Ｌ２とする。ここで、補正装置３は、一般的なナビゲーションシステムで使用される地図データを備えていると仮定する。地図データには、例えば、道路の３次元位置、及び道路の車線数が含まれる。補正装置３は、まず、自身が補正した測位位置と、地図データとを用いて、車両が走行している道路を特定する。次に、補正装置３は、特定した道路の中央部分（図１０のＹ軸）を基準として、測位位置がＹ軸上からＸ軸方向にどれくらいの距離ずれているかを算出する。測位位置がＸ軸の負方向０〜３．５ｍの範囲内にあれば、補正装置３は、車両が走行している車線は、車線Ｌ１であると判断する。また、測位位置がＸ軸の負方向３．５〜７．０ｍの範囲内にあれば、補正装置３は、車両が走行している車線は、車線Ｌ２であると判断する。
また、例えば、車両が一方通行３車線の道路を走行している場合は、道路の中央部分をＹ軸として、Ｘ軸方向で−１．７５〜＋１．７５ｍの範囲を車線Ｌ１とし、＋１．７５〜＋５．２５ｍの範囲を車線Ｌ２とし、−１．７５〜−５．２５ｍの範囲を車線Ｌ３とする。補正装置３は上述の方法によって、車両が走行する車線を特定する。

本実施形態では、ＤＧＰＳ法によって算出された位置情報を用いて、単独ＧＰＳ法によって算出された位置情報を補正する方法について示した。しかし、補正装置３によって補正項Ｃを算出するために使用される位置情報は、ＤＧＰＳ法によって算出された位置情報に限られない。例えば、単独ＧＰＳ法によって算出された位置情報であっても、後述の車両が走行している車線に関する情報（以下、車線情報と称する）が位置情報に含まれている場合は、車線情報によって車両が走行している車線を特定することができるため、単独ＧＰＳ法のみを使用して算出された位置情報よりも精度が高くなる。補正装置３は、車線情報が含まれている位置情報を用いて、単独ＧＰＳ法によって算出された位置情報を補正することができる。

以下、車線情報について概略を説明する。車線情報は、既知の方法によって取得することができる。車線情報を取得する既知の方法としては、例えば、車両に搭載されたカメラを介して道路の状態を撮影し、撮影した画像を画像認識することによって走行位置を確認する方法、道路に埋め込まれた磁石を車両に搭載された磁気センサを用いて検出することにより車両が走行している車線を特定する方法が挙げられる。

次に、車線情報が含まれている位置情報を用いて、単独ＧＰＳ法によって算出された位置情報を補正する方法について説明する。以下の説明では、位置送信装置１は、上述と同様、単独ＧＰＳ法を採用しているとする。一方、位置送信装置２は、位置送信装置１と同じ測位方法を採用しており、さらに車線情報を取得するとする。

位置送信装置２は、まず、ＧＰＳ衛星からの情報と、車両２００が走行する車線の車線情報を取得する。位置送信装置２は、ＧＰＳ衛星からの情報に基づいて、車両２００の位置を算出する。次いで、位置送信装置２は、算出した車両２００の位置が車線情報で特定された車線上になるように、受信した車線情報を用いて車両２００の測位位置を補正する。位置送信装置２は、ＧＰＳ衛星からの情報と、補正された測位位置と、車線情報と、測位精度情報Ｉを含む位置情報を作成する。この場合、位置情報に車線情報が含まれていることをＣＰＵ３４が判別できるように、測位精度情報Ｉは、上述のものとは異なる値が割り当てられる。ここでは、測位精度情報Ｉ＝２が割り当てられるとする。次いで、位置送信装置２は、作成した位置情報を、補正装置３に送信する。補正装置３は、送信された位置情報の測位精度情報Ｉ＝２から、位置送信装置２から送信された位置情報は、位置送信装置１から送信された位置情報よりも精度の高い情報であると判別する。次いで、補正装置３は、受信した位置情報から補正値Ｃを算出し、算出した補正値Ｃを用いて位置送信装置１から送信された位置情報を補正する。補正値Ｃを用いて、補正対象となる位置情報を補正する方法は、上述のとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。

上述のように、本実施形態では、位置送信装置が作成する位置情報に測位精度情報が含まれることにより、補正装置は、受信した位置情報の精度を知ることができる。それ故に、補正装置は、受信した位置情報のうち、精度の高い位置情報を用いて、精度の低い位置情報を補正することができる。補正装置によって精度の低い位置情報が補正されることにより、補正装置が受信した位置情報の精度が全体として向上し、車両の走行車両を特定することも可能になる。

なお、本実施形態では精度の高い測位方法の一例としてＤＧＰＳ法を挙げたが、キネマティックＧＰＳのような他の精度の高い測位方法を利用してもよい。また、例えばＤＳＲＣ（ＤｅｄｉｃａｔｅｄＳｈｏｒｔＲａｎｇｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）システムにおける狭帯域通信において、アクセスポイントの位置情報を通信でやり取りすることで、単独ＧＰＳ法よりも精度の高い位置情報が得られる。補正装置３は、上述の方法で得られた位置情報を精度の高い位置情報として、補正値Ｃを算出してもよい。

（変形例）
本変形例では、上述の方法で位置情報の精度を高めた後に、精度の高められた複数の位置情報を用いて、道路の交通状況を分析する補正装置について説明する。図１１は、変形例に係る補正装置４の詳細な構成を示すブロック図である。補正装置４は、受信部３１と、制御部４１と、表示部４３とを備える。制御部４１は、ＣＰＵ３４と、メモリ４２とを含む。制御部４１は、本変形例において、補正部及び分析部として機能する。図１１に示す補正装置４において、補正装置３と共通の構成には同じ参照符号を付し、以下の説明を省略する。本変形例において、制御部４２は、補正部及び分析部として機能する。

メモリ４２は、上述の補正プログラムＰ１と、分析プログラムＰ２とを格納している。分析プログラムＰ２は、複数の位置情報を用いて、道路の交通状況を分析するプログラムである。
表示部４３は、受信部３１から受信して、制御部４１によって適宜補正された位置情報及び後述の交通状況情報を表示する装置である。表示部４３は、典型的には、一般的なカーナビゲーション装置に用いられるようなモニタである。表示部４３は、例えば液晶モニタ、又はブラウン管モニタである。

以下、変形例に係る補正装置４を用いて交通状況を分析する方法について詳細に説明する。補正装置４のＣＰＵ３３は、図７に示すステップＳ２１〜ステップＳ２５の処理の後に、分析プログラムＰ２を実行して、道路の交通状況を分析する。ステップＳ２１〜ステップＳ２５の処理については、上述の実施形態に記載した処理と同じであるので、以下の説明は省略する。また、前提事項として、補正装置４は、地図データを格納しているものとする。

ＣＰＵ３３は、ステップＳ２５で補正された車両の位置を、地図データ上にプロットする。次いで、ＣＰＵ３３は、プロットされた車両の位置を用いて、地図データ上の車線毎に、車両密度を算出する。ここで、車両密度は、所定面積内の道路に、何台の車両が存在するかを示す。次いで、ＣＰＵ３３は、算出した車両密度に基づいて、車線毎の混雑状況を判断する。例えば、ＣＰＵ３３は、所定の車両密度より高い車両密度を有する車線は「混雑している」車線であると判断する。また、ＣＰＵ３３は、所定の車両密度より低い車両密度を有する車線は「空いている」車線であると判断する。次いで、ＣＰＵ３３は、算出した車両密度を用いて、交通状況情報を作成する。交通状況情報は、例えば、車線毎の混雑状況を示す情報である。次いで、ＣＰＵ３３は、作成した表示情報を表示部４３に送信する。次いで、表示部４３は、ＣＰＵ３３から送信された交通状況情報を自身の表示画面上に表示する。図１２Ａは、車線毎に複数の車両が存在する道路の一例を示す模式図である。図１２Ｂは、図１２Ａに示す道路に関する交通状況情報の一例を示す模式図である。図１２Ｂに示す交通状況情報は、ユーザが目で見てわかりやすいように、車両密度の大小に基づいて色分けされている。図１２Ｂにおいて、所定の車両密度よりも高い車両密度を有する車線部分は、黒色で示された部分である。所定の車両密度よりも低い車両密度を有する車線部分は、白色で示された部分である。ユーザは、表示画面上に表示された画像を見て、混雑している車線を知る。なお、ＣＰＵ３３が車線毎の交通状況を判断する指標は、車両密度に限られない。例えば、車両に搭載されている速度センサの検出値を、交通状況を判断する指標として使用してもよい。位置送信装置は、速度センサの検出値を含む位置情報を作成し、作成した位置情報を補正装置４に送信する。ＣＰＵ３３は、送信された位置情報に含まれる速度センサの検出値を参照する。参照された速度センサの検出値が所定速度以上を示す値であれば、ＣＰＵ３３は、車両が所定速度以下で走行している車両の走行速度は「速い」と判断する。ＣＰＵ３３は、車両の走行速度が速い車線は、空いている車線であると判断する。参照された速度センサの検出値が所定速度以下を示す値であれば、ＣＰＵ３３は、車両が所定速度以下で走行している車両の走行速度は「遅い」と判断する。ＣＰＵ３３は、車両の走行速度が遅い車線は、混雑している車線であると判断する。

ユーザは、表示部４３に表示された交通状況情報を見て、車線の混雑状況を前もって知ることができる。それ故に、ユーザは、急な車線変更を行うことなく、十分な余裕を持って車線変更することができ、より安全に車両を運転することができる。

なお、本実施形態では、補正装置及び位置送信装置はそれぞれ、車両に搭載されているとした。しかし、位置送信装置及び補正装置は、必ずしも車両に搭載されている必要はない。具体的には、位置送信装置は車両に搭載され、補正装置は家庭用パーソナルコンピュータであってもよい。その場合は、補正装置は、例えばインターネットを経由して、複数の位置送信装置から送信された位置情報を受信する。

なお、上述の実施形態及び変形例においては、測位手段（例えば、ＧＰＳ受信機）と、通信手段（例えば、ＩＥＥＥ８０．１１ｂ準拠の通信装置）とを備える位置送信装置を想定している。しかし、本補正装置は、上述の構成に限られない。無線システムの共通化が可能なソフトウェア無線機器を本補正装置の構成要素としても、本願の補正装置と同様の効果が得られる。

本発明の補正装置は、複数の車両の測位位置を集めて交通状況情報を作成する交通状況情報作成装置等として有用である。

本発明の位置送信装置１、位置送信装置２、及び補正装置３を車両に搭載した場合を示す模式図本実施形態に係る位置送信装置１、位置送信装置２及び補正装置３の詳細な構成を示すブロック図位置送信装置によって作成される位置情報Ｔ１の一例を示す模式図位置送信装置１によって作成される位置情報Ｔ２の一例を示す模式図位置送信装置２によって作成される位置情報Ｔ３の一例を示す模式図本実施形態に係る位置送信装置１の処理を示すフローチャート本実施形態に係る補正装置３の処理を示すフローチャート位置情報Ｔ３及び補正前の位置情報Ｔ２の誤差範囲を示す模式図位置情報Ｔ３及び補正後の位置情報Ｔ２の誤差範囲を示す模式図複数の車線を有する道路の模式図変形例に係る補正装置４の詳細な構成を示すブロック図車線毎に複数の車両が存在する道路の一例を示す模式図図１２Ａに示す道路に関する交通状況情報の一例を示す模式図

符号の説明

１、２位置送信装置
１１、２１情報受信部
１２、２２位置算出部
１３、２４格納部
１４、２５情報作成部
１５、２６送信部
２３位置補正部
３、４補正装置
３１受信部
３２補正部
３３、４２メモリ
３４ＣＰＵ
４１制御部
４３表示部

Claims

少なくとも２つの車両の位置情報を集めて、集めた位置情報のうち少なくとも１つを補正する補正装置であって、
前記位置情報はそれぞれ、当該位置情報の精度を特定する情報を含んでおり、
前記補正装置は、
少なくとも２つの車両から位置情報を受信する受信部と、
前記精度を特定する情報に基づいて、当該精度を特定する情報を含む位置情報の精度を判断し、精度が高いと判断された位置情報を用いて、精度が低いと判断された位置情報を補正する補正部とを備える、補正装置。
前記位置情報はそれぞれ、測位情報を含んでおり、
前記精度を特定する情報は、前記測位情報の測位精度を特定する情報であり、
前記補正部は、前記測位精度が高い情報は位置情報の精度が高く、前記測位精度が低い情報は位置情報の精度が低いと判断し、精度が高いと判断された位置情報を用いて、精度が低いと判断された位置情報を補正する、請求項１に記載の補正装置。
前記位置情報のうち少なくとも１つの位置情報は、車両が走行する車線の情報を含んでおり、
前記精度を特定する情報は、測位情報の精度、及び位置情報に車線情報が含まれるか否かを示す情報であり、
前記補正部は、前記測位精度が高い情報は位置情報の精度が高く、前記測位精度が低い情報は位置情報の精度が低いと判断し、前記測位情報の精度が同じであれば、前記車線情報を含む位置情報は、前記車線情報を含まない位置情報よりも精度が高いと判断し、精度が高いと判断された位置情報を用いて、精度が低いと判断された位置情報を補正する、請求項１に記載の補正装置。
前記補正部で補正された位置情報を表示する表示部をさらに備える、請求項１に記載の補正装置。
前記補正部で補正された位置情報に基づいて、交通状況を分析する分析部をさらに備える、請求項１に記載の補正装置。
少なくとも２つの車両の位置情報を集めて、集めた位置情報のうち少なくとも１つを補正する方法であって、
前記位置情報はそれぞれ、当該位置情報の精度を特定する情報を含んでおり、
前記方法は、
少なくとも２つの車両から位置情報を受信する受信ステップと、
前記位置情報のうち、精度の低い位置情報があるか否かを判断する判断ステップと、
補正項を算出するために精度の高い位置情報を選択する選択ステップと、
前記精度の高い位置情報を用いて前記補正項を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出された補正項を用いて、前記精度の低い位置情報を補正する補正ステップとを備える、方法。
少なくとも２つの車両の位置情報を集めて、集めた位置情報のうち少なくとも１つを補正するためのコンピュータプログラムであって、
前記位置情報はそれぞれ、当該位置情報の精度を特定する情報を含んでおり、
前記コンピュータプログラムは、
少なくとも２つの車両から位置情報を受信する受信ステップと、
前記位置情報のうち、精度の低い位置情報があるか否かを判断する判断ステップと、
補正項を算出するために精度の高い位置情報を選択する選択ステップと、
前記精度の高い位置情報を用いて前記補正項を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出された補正項を用いて、前記精度の低い位置情報を補正する補正ステップとをコンピュータに実行させる、コンピュータプログラム。
車両の位置情報を作成して、作成した位置情報を補正装置に送信する位置送信装置であって、
車両の位置を算出するための情報を外部から受信する情報受信部と、
前記情報受信部が受信した情報に基づいて、車両の位置を算出する位置算出部と、
前記位置算出部が算出した車両の位置に基づいて、位置情報の精度を特定する情報を含む位置情報を作成する情報作成部と、
前記情報作成部が作成した前記位置情報を補正装置に送信する送信部とを備える、位置送信装置。