JP2007163401A

JP2007163401A - 測位システム、測位装置、測位装置の制御方法、測位装置の制御プログラム、測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体

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Publication number: JP2007163401A
Application number: JP2005362858A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Kurata; 智之倉田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2005-12-16
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2025-12-16
Also published as: JP4736780B2

Abstract

【課題】自動車の中の任意の位置において、かつ、使用者の任意の姿勢において使用することができる、車両情報及び衛星電波を使用する測位システム等を提供すること。
【解決手段】車両情報提供装置２０は、車両情報を無線で送信する無線送信手段等を有し、測位装置５０は、車両情報提供装置２０から、車両情報を無線で受信する無線受信手段と、車両情報に基づいて、速度ベクトル情報を生成する速度ベクトル情報生成手段と、車両１５の現在の推定位置を示す推定位置情報を生成する推定位置情報生成手段と、衛星電波を使用して測位位置を示す衛星測位位置情報を生成する衛星測位位置情報生成手段と、推定位置と測位位置との平均位置を示す平均位置情報を生成する平均位置情報生成手段と、平均位置情報が生成されている場合には平均位置情報を出力し、平均位置情報が生成されていない場合には推定位置情報を出力する位置出力手段等を有する。
【選択図】図８

Description

本発明は、車両情報と測位衛星からの電波を利用する測位システム、測位装置、測位装置の制御方法、測位装置の制御プログラム、測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。

従来、衛星航法システムである例えば、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）を利用してＧＰＳ受信機の現在位置を測位する測位システムが実用化されている。
このＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星の軌道等を示す航法メッセージ（概略衛星軌道情報：アルマナック、精密衛星軌道情報：エフェメリス等を含む）に基づいて、ＧＰＳ衛星からの電波（以後、衛星電波と呼ぶ）に乗せられている擬似雑音符号（以後、ＰＮ（Ｐｓｕｅｄｏｒａｎｄｏｍｎｏｉｓｅｃｏｄｅ）符号と呼ぶ）の一つであるＣ／Ａ（ＣｌｅａｒａｎｄＡｃｑｕｉｓｉｏｎまたはＣｏａｒｓｅａｎｄＡｃｃｅｓｓ）コードを受信する。Ｃ／Ａコードは、測位の基礎となる符号である。
ＧＰＳ受信機は、そのＣ／ＡコードがどのＧＰＳ衛星から発信されたものであるかを特定したうえで、そのＣ／Ａコードの発信時刻と受信時刻に基づいて、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機の距離（擬似距離）を算出する。そして、ＧＰＳ受信機は、３個以上のＧＰＳ衛星についての擬似距離と、各ＧＰＳ衛星の衛星軌道上の位置に基づいて、ＧＰＳ受信機の位置を測位するようになっている（特開平１０−３３９７７２号公報等参照）。
しかし、ＧＰＳを利用した測位（以後「ＧＰＳ測位」と呼ぶ）は、例えば、受信する衛星電波の電波強度が弱い場合等の理由によって、測位誤差が大きくなる場合がある。
これに対して、ＧＰＳ受信機が自動車の位置を表示するカーナビゲーション装置に利用される場合には、ＧＰＳ測位の誤差を補正するために、自律航法測位が併用されている（例えば、特許文献１）。
特開２００３−１３４００７号公報

ところが、上述の技術においては、送信側の車載機器から自律航法測位のための車両情報（車輪回転信号及びジャイロ信号）を受信側の車載機器（カーナビゲーション装置）に送信するための手段として、電源を供給するための配線を使用する必要がある。このため、カーナビゲーション装置の位置が配線可能な位置に限定され、自動車の中の任意の位置（助手席や後部座席など）において、使用者の任意の姿勢（座席のリクライニング角度など）においてカーナビゲーション装置を使用することができない場合があるという問題がある。

そこで、本発明は、自動車の中の任意の位置において、かつ、使用者の任意の姿勢において使用することができる、車両情報及び衛星電波を使用する測位システム、測位装置、測位装置の制御方法、測位装置の制御プログラム、測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。

前記目的は、第１の発明によれば、車両に搭載され、車両情報を送信する車両情報提供装置と、前記車両内において、前記車両情報を受信する測位装置と、を有する測位システムであって、前記車両情報提供装置は、前記車両の速度を示す車速情報を取得する車速情報取得手段と、前記車両の移動方向を示す方向情報を取得する方向情報取得手段と、前記車速情報及び前記方向情報で構成される前記車両情報を無線で送信する無線送信手段と、を有し、前記測位装置は、前記車両情報提供装置から、前記車両情報を無線で受信する無線受信手段と、前記車両情報に基づいて、速度ベクトルを示す速度ベクトル情報を生成する速度ベクトル情報生成手段と、前回出力した位置である前回出力位置を示す前回出力位置情報と、前記速度ベクトル情報に基づいて、前記車両の現在の推定位置を示す推定位置情報を生成する推定位置情報生成手段と、測位衛星からの電波である衛星電波を受信する衛星電波受信手段と、前記衛星電波を使用して測位位置を示す衛星測位位置情報を生成する衛星測位位置情報生成手段と、前記推定位置と前記測位位置との平均位置を示す平均位置情報を生成する平均位置情報生成手段と、前記平均位置情報が生成されている場合には前記平均位置情報を出力し、前記平均位置情報が生成されていない場合には前記推定位置情報を出力する位置出力手段と、を有することを特徴とする測位システムにより達成される。

第１の発明の構成によれば、前記車両情報提供装置は、前記無線送信手段を有するから、前記車両情報を無線で送信することができる。
そして、前記測位装置は、前記無線受信手段を有するから、前記車両情報提供装置から、前記車両情報を無線で受信することができる。これは、前記測位装置の位置について、配線による制限がないことを意味する。
このため、前記測位装置の使用者は、自動車の中の任意の位置において、かつ、使用者の任意の姿勢において前記測位装置を使用することができる。

さらに、前記測位装置は、前記速度ベクトル情報生成手段によって前記速度ベクトル情報を生成することができ、前記推定位置情報生成手段によって前記推定位置情報を生成することができる。
また、前記測位装置は、前記衛星測位位置情報生成手段を有するから、前記衛星測位位置情報を生成することができる。
そして、前記測位装置は、前記平均位置情報生成手段を有するから、前記平均位置情報を生成することができる。これは、例えば、前記衛星電波の受信状態が良好で前記測位位置情報を生成することができた場合には、前記測位位置情報を前記推定位置情報で補正することができることを意味する。
そして、前記測位装置は、前記位置出力手段を有するから、前記平均位置情報を出力することができる。
また、前記測位装置は、例えば、前記衛星電波の受信状態が劣悪で前記測位位置情報を生成することができず、その結果、前記平均位置情報を生成することができない場合には、前記推定位置情報を出力することができる。
これにより、前記測位装置は、前記衛星電波の受信状態に応じて、前記平均位置情報又は前記推定位置情報のいずれかを出力することができる。

前記目的は、第２の発明によれば、車両に搭載される車両情報提供装置から、車両情報を受信する測位装置であって、前記車両情報提供装置から、前記車両の速度を示す車速情報と前記車両の移動方向を示す方向情報を含む前記車両情報を無線で受信する無線受信手段と、前記車両情報に基づいて、速度ベクトルを示す速度ベクトル情報を生成する速度ベクトル情報生成手段と、前回出力した位置である前回出力位置を示す前回出力位置情報と、前記速度ベクトル情報に基づいて、前記車両の現在の推定位置を示す推定位置情報を生成する推定位置情報生成手段と、測位衛星からの電波である衛星電波を受信する衛星電波受信手段と、前記衛星電波を使用して測位位置を示す衛星測位位置情報を生成する衛星測位位置情報生成手段と、前記推定位置と前記測位位置との平均位置を示す平均位置情報を生成する平均位置情報生成手段と、前記平均位置情報が生成されている場合には前記平均位置情報を出力し、前記平均位置情報が生成されていない場合には前記推定位置情報を出力する位置出力手段と、を有することを特徴とする測位装置によって達成される。

第２の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記無線受信手段を有するから、前記車両情報提供装置から、前記車両情報を無線で受信することができる。これは、前記測位装置の位置について、配線による制限がないことを意味する。
このため、前記測位装置の使用者は、自動車の中の任意の位置において、かつ、使用者の任意の姿勢において前記測位装置を使用することができる。
そして、前記測位装置は、前記平均位置情報生成手段を有するから、前記平均位置情報を生成することができる。これは、例えば、前記衛星電波の受信状態が良好で前記測位位置情報を生成することができた場合には、前記測位位置情報を前記推定位置情報で補正することができることを意味する。
そして、前記測位装置は、前記位置出力手段を有するから、前記平均位置情報を出力することができる。
また、前記測位装置は、例えば、前記衛星電波の受信状態が劣悪で前記測位位置情報を生成することができず、その結果、前記平均位置情報を生成することができない場合には、前記推定位置情報を出力することができる。
これにより、前記測位装置は、前記衛星電波の受信状態に応じて、前記平均位置情報又は前記推定位置情報のいずれかを出力することができる。

第３の発明は、第２の発明の構成において、前記車速情報に基づいて、前記車両が停止中か否かを判断する車速情報評価手段と、前記車速情報評価手段が前記車両が停止中であると判断した場合には、前記位置出力手段は、前記前回出力位置情報を出力する構成となっていることを特徴とする測位装置である。

前記車両が停止中であれば、前記車両の位置は移動していないはずである。このため、新たに現在の位置を算出して出力する必要はない。
この点、第３の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記車両が停止中である場合には、前記位置出力手段は、前記前回出力位置情報を出力することができる。
これにより、前記測位装置は、前記車両の停止中において、妥当な位置を迅速に出力することができる。また、前記測位装置は新たに現在位置を算出しないから、電力消費を低減することができる。

第４の発明は、第２の発明又は第３の発明のいずれかの構成において、前記衛星電波受信手段は、前記速度ベクトル情報を、前記衛星電波のドップラー偏移を算出するために使用する構成となっていることを特徴とする測位装置である。

前記衛星電波をより早期に受信するためには、前記測位衛星と前記測位装置の相対移動によるドップラー偏移を計算に入れて、前記衛星電波の受信周波数を算出する必要がある。このドップラー偏移の精度が高いほど、前記衛星電波の受信周波数の精度も高くなる。
前記測位衛星の移動状態は、前記測位衛星の衛星軌道情報から算出することができる。ここで、例えば、前記測位装置の概略位置と前記測位衛星の移動状態だけはなくて、前記測位装置の移動状態も計算に入れてドップラー偏移を算出することによって、ドップラー偏移を精度良く算出することができる。
この点、第４の発明の構成によれば、前記衛星電波受信手段は、前記速度ベクトル情報を、前記衛星電波のドップラー偏移を算出するために使用する構成となっているから、ドップラー偏移を精度良く算出することができる。このため、前記測位装置は、前記衛星電波を迅速に受信することができる。

前記目的は、第５の発明によれば、測位装置が、車両に搭載される車両情報提供装置から、前記車両の速度を示す車速情報と前記車両の移動方向を示す方向情報を含む車両情報を無線で受信する無線受信ステップと、前記測位装置が、前記車両情報に基づいて、速度ベクトルを示す速度ベクトル情報を生成する速度ベクトル情報生成ステップと、前記測位装置が、前回出力した位置である前回出力位置を示す前回出力位置情報と、前記速度ベクトル情報に基づいて、前記車両の現在の推定位置を示す推定位置情報を生成する推定位置情報生成ステップと、前記測位装置が、測位衛星からの電波である衛星電波を受信する衛星電波受信ステップと、前記測位装置が、前記衛星電波を使用して測位位置を示す衛星測位位置情報を生成する衛星測位位置情報生成ステップと、前記測位装置が、前記推定位置と前記測位位置との平均位置を示す平均位置情報を生成する平均位置情報生成ステップと、前記測位装置が、前記平均位置情報が生成されている場合には前記平均位置情報を出力し、前記平均位置情報が生成されていない場合には前記推定位置情報を出力する位置出力ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御方法によって達成される。

第５の発明の構成によれば、第２の発明の構成と同様に、前記測位装置の使用者は、自動車の中の任意の位置において、かつ、使用者の任意の姿勢において前記測位装置を使用することができる。
また、前記測位装置は、前記衛星電波の受信状態に応じて、前記平均位置情報又は前記推定位置情報のいずれかを出力することができる。

前記目的は、第６の発明によれば、コンピュータに、測位装置が、車両に搭載される車両情報提供装置から、前記車両の速度を示す車速情報と前記車両の移動方向を示す方向情報を含む車両情報を無線で受信する無線受信ステップと、前記測位装置が、前記車両情報に基づいて、速度ベクトルを示す速度ベクトル情報を生成する速度ベクトル情報生成ステップと、前記測位装置が、前回出力した位置である前回出力位置を示す前回出力位置情報と、前記速度ベクトル情報に基づいて、前記車両の現在の推定位置を示す推定位置情報を生成する推定位置情報生成ステップと、前記測位装置が、測位衛星からの電波である衛星電波を受信する衛星電波受信ステップと、前記測位装置が、前記衛星電波を使用して測位位置を示す衛星測位位置情報を生成する衛星測位位置情報生成ステップと、前記測位装置が、前記推定位置と前記測位位置との平均位置を示す平均位置情報を生成する平均位置情報生成ステップと、前記測位装置が、前記平均位置情報が生成されている場合には前記平均位置情報を出力し、前記平均位置情報が生成されていない場合には前記推定位置情報を出力する位置出力ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムによって達成される。

前記目的は、第７の発明によれば、コンピュータに、測位装置が、車両に搭載される車両情報提供装置から、前記車両の速度を示す車速情報と前記車両の移動方向を示す方向情報を含む車両情報を無線で受信する無線受信ステップと、前記測位装置が、前記車両情報に基づいて、速度ベクトルを示す速度ベクトル情報を生成する速度ベクトル情報生成ステップと、前記測位装置が、前回出力した位置である前回出力位置を示す前回出力位置情報と、前記速度ベクトル情報に基づいて、前記車両の現在の推定位置を示す推定位置情報を生成する推定位置情報生成ステップと、前記測位装置が、測位衛星からの電波である衛星電波を受信する衛星電波受信ステップと、前記測位装置が、前記衛星電波を使用して測位位置を示す衛星測位位置情報を生成する衛星測位位置情報生成ステップと、前記測位装置が、前記推定位置と前記測位位置との平均位置を示す平均位置情報を生成する平均位置情報生成ステップと、前記測位装置が、前記平均位置情報が生成されている場合には前記平均位置情報を出力し、前記平均位置情報が生成されていない場合には前記推定位置情報を出力する位置出力ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって達成される。

以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

図１は、本発明の実施の形態の位置計算システム１０を示す概略図である。
この位置計算システム１０は、測位システムの一例である。
図１に示すように、自動車１５には、車両側情報送信装置２０（以下「装置２０」と呼ぶ）が搭載されている。この装置２０は、自動車１５の速度を示す速度情報と自動車１５の移動方向を示す移動方向情報から構成される車両情報を送信することができる。装置２０は、車両情報提供装置の一例である。
また、自動車１５には、移動端末５０（以下「端末５０」と呼ぶ）が搭載されている。端末５０は、車両１５内において、装置２０から車両情報を受信することができる。
図１に示すように、端末５０は、測位衛星である例えば、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄから、電波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４を受信することができる。電波Ｓ１等は衛星電波の一例である。端末５０は、電波Ｓ１等を使用して測位を行うことができる。この端末５０は、測位装置の一例である。電波Ｓ１等に基づく測位を、ＧＰＳ測位と呼ぶ。
電波Ｓ１等には各種のコード（符号）が乗せられている。そのうちの一つがＣ／Ａコードである。このＣ／Ａコードは、１，０２３チップ（ｃｈｉｐ）から構成されている。そして、このＣ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ）のビット長の信号である。このＣ／Ａコードは、測位基礎符号の一例である。

端末５０は、例えば、３個以上の異なるＧＰＳ衛星１２ａ等からのＣ／Ａコードを受信して、現在位置を測位することができるようになっている。端末５０は、自動車１５に搭載されており、自動車１５の位置を測位して表示することができるようになっている。
端末５０は、まず、受信したＣ／ＡコードがどのＧＰＳ衛星に対応するものかを特定する。次に、端末５０は、相関処理によって、受信したＣ／Ａコードの位相（以下「コードフェーズ」と呼ぶ）を算出する。続いて、端末５０は、そのコードフェーズを使用して、Ｃ／Ａコードの遅延時間を算出し、さらに、各ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０との距離（以後、擬似距離と呼ぶ）を算出する。続いて、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の衛星軌道上の位置と、上述の擬似距離に基づいて、現在位置の測位演算を行うことができるように構成されている。
ところが、電波Ｓ１等の電波強度が弱い場合や、電波Ｓ１を直接波ではなくて間接波（マルチパス）として受信する場合等においては、電波Ｓ１等に基づく測位結果の誤差が大きくなる。
このため、端末５０は、自動車１５側から自動車の移動速度や移動方向を示す車両情報を受信して、ＧＰＳ測位の測位結果を補正するように構成されている。
また、端末５０は、以下に説明するように、自動車１５内における位置を制限されないように構成されている。さらに、端末５０の使用者は、どのような姿勢においても、端末５０を使用することができるようになっている。

端末５０は例えば、カーナビゲーション装置であるが、これに限定されない。例えば、端末５０は、携帯電話機、ＰＨＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｃｅ_）等であってもよい。
また、ＧＰＳ衛星１２ａ等は、４個に限らず、３個でもよいし、５個以上でもよい。

（装置２０の主なハードウエア構成について）
図２は、装置２０の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図２に示すように、装置２０は、コンピュータを有し、コンピュータは、バス２２を有する。バス２２には、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）２４、記憶装置２６等が接続されている。記憶装置２６は、例えば、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等である。
また、バス２２には、電源装置２８、入力装置３０、車両側短距離無線通信装置３２（以下「送信装置３２」と呼ぶ）が接続されている。送信装置３２は、車両１５内の範囲に無線電波を送信することができる短距離の無線通信装置であり、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を使用している。
また、バス２２には、車速センサ３４が接続されている。車速センサ３４は、自動車１５の車輪の回転軸の単位時間当たりの回転数を検出し、その回転数を速度に換算することができるようになっている。
また、バス２２には、ジャイロ３６が接続されている。ジャイロ３６は、自動車１５の移動方向を検出することができるようになっている。

（端末５０の主なハードウエア構成について）
図３は、端末５０の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図３に示すように、端末５０は、コンピュータを有し、コンピュータは、バス５２を有する。バス５２には、ＣＰＵ５４、記憶装置５６、電源装置５８、入力装置６０、端末側短距離無線通信装置６２（以下「受信装置６２」と呼ぶ）が接続されている。受信装置６２は、車両１５内の範囲において無線電波を受信することができる短距離の無線通信装置であり、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを使用している。
また、バス５２には、電波Ｓ１等を受信するためのＧＰＳ装置６４、測位装置５０の位置を含む各種情報を表示するための表示装置６６、及び時計６８が接続されている。

（端末５０の電波の受信に関連する構造等について）
図４は、端末５０の電波の受信に関連する構造等を示す概略図である。
図４に示すように、装置２０の送信装置３２は車速センサ３４及びジャイロ３６と接続されている。送信装置３２は、車速情報及び移動方向情報を含む車両情報を乗せた、例えば、２．４ＧＨｚの通信電波を送信することができる。
端末５０の受信装置６２は、アンテナ６２ａによって装置２０の送信装置３２からの通信電波を受信する。そして、ＲＦ６２ｂによって通信電波をダウンコンバートし、さらに、デジタル信号に変換する。ＢＢ６２ｃではデジタル信号から車両情報を抽出し、シリアルインターフェースであるＩ／Ｆ６２ｆを通して、端末５０内に車両情報を送信する。受信装置６２はＣＰＵ６２ｄ及びメモリ６２ｅを有しており、受信装置６２の動作を制御している。
端末５０のＧＰＳ装置６４は、アンテナ６４ａによってＧＰＳ衛星１２ａ等から、例えば、１．５ＧＨｚの電波Ｓ１等を受信する。そして、ＲＦ６４ｂによって電波Ｓ１等をダウンコンバートし、さらに、デジタル信号に変換する。ＢＢ６４ｃでは電波Ｓ１等のＣ／ＡコードとＢＢ６４ｃが発生するレプリカＣ／Ａコードの相関処理を行い、シリアルインターフェースであるＩ／Ｆ６４ｆを通して、端末５０内に相関結果を送信する。ＧＰＳ装置６４はＣＰＵ６４ｄ及びメモリ６４ｅを有しており、ＧＰＳ装置６４の動作を制御している。

（装置２０の主なソフトウエア構成について）
図５は、装置２０の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図５に示すように、装置２０は、各部を制御する制御部１００、図２の車速センサ３４に対応する車速センサ部１０２、ジャイロ３６に対応する方位センサ部１０４、送信装置３２に対応する通信部１０６、各種プログラムを格納する第１記憶部１１０、各種情報を格納する第２記憶部１５０を有する。

装置２０は、車両１５のイグニッションキーが挿入された場合に、車両１５本体の制御装置（図示せず）によって起動されるようになっている。
図５に示すように、装置５０は、第１記憶部１１０に、車速情報取得プログラム１１２を格納している。車速情報取得プログラム１１２は、制御部１００が、車速センサ部１０２を介して、車両１５の速度を示す車速情報１５４を取得するためのプログラムである。
車速情報１５４は車速情報の一例である。そして、車速情報取得プログラム１１２と制御部１００は、車速情報取得手段の一例である。

図６は、車速情報１５４の一例を示す図である。
図６に示すように、車速情報１５４は、例えば、１秒（ｓ）の時間間隔における時刻と車速を対応させて示す情報である。
制御部１００は、取得した車速情報１５４を第２記憶部１５０に格納する。

図５に示すように、装置２０は、第１記憶部１１０に、移動方向情報取得プログラム１１４を格納している。移動方向情報取得プログラム１１４は、制御部１００が、方位センサ部１０４を介して、車両１５の移動方向を示す移動方向情報１５６を取得するためのプログラムである。移動方向情報１５６は方向情報の一例である。そして、移動方向情報取得プログラム１１４と制御部１００は、方向情報取得手段の一例である。

図７は、移動方向情報１５６の一例を示す図である。
図７に示すように、移動方向情報１５６は、例えば、１秒（ｓ）の時間間隔における時刻と方位を対応させて示す情報である。移動方向情報１５６において、移動方向は、方位で示されている。図７に示すように、この方位は、北（Ｎ）を０度、南（Ｓ）を１８０度として、３６０度の角度で示される。
図７の例では、時刻ｔ０＋１乃至ｔ０＋３における方位は８０度であり、時刻ｔ０＋４乃至ｔ０＋６における方位は８５度である。
制御部１００は、取得した移動方向情報１５６を第２記憶部１５０に格納する。

上述の車速情報１５４及び移動方向情報１５６は、同一のタイミングで生成される。具体的には、図７に示すように、時刻ｔ０＋１において車速及び方位が計測され、時刻ｔ０＋２において車速及び方位が計測されるというように、車速情報１５４及び移動方向情報１５６は同期して生成される。
図５に示すように車両情報１５２は、車速情報１５４及び移動方向情報１５６で構成される。

図５に示すように、装置２０は、第１記憶部１１０に、車両情報送信プログラム１１６を格納している。車両情報送信プログラム１１６は、制御部１００が通信部１０６を介して、車両情報１５２を無線で送信するためのプログラムである。すなわち、車両情報送信プログラム１１６と制御部１００と通信部１０６は、無線送信手段の一例である。

（端末５０の主なソフトウエア構成について）
図８は、端末５０の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図８に示すように、端末５０は、各部を制御する端末制御部２００、図３の受信装置６２に対応する通信部２０２、ＧＰＳ装置６４に対応するＧＰＳ部２０４、各種プログラムを格納する端末第１記憶部２１０、各種情報を格納する端末第２記憶部２５０を有する。

図８に示すように、端末５０は、端末第２記憶部２５０に、衛星軌道情報２５２を格納している。衛星軌道情報２５２は、アルマナック２５２ａ及びエフェメリス２５２ｂを含む。アルマナック２５２ａは、すべてのＧＰＳ衛星１２ａ等の概略の軌道を示す情報である。エフェメリス２５２ｂは、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の精密な軌道を示す情報である。
端末５０は、アルマナック２５２ａ及びエフェメリス２５２ｂを、測位のために使用する。

図８に示すように、端末５０は、端末第２記憶部２５０に、前回出力した位置である前回出力位置Ｐ０を示す前回出力位置情報２５４を格納している。前回出力位置Ｐ０は前回出力位置の一例であり、前回出力位置情報２５４は前回出力位置情報の一例である。

図８に示すように、端末５０は、端末第１記憶部２１０に、車両情報受信プログラム２１２を格納している。車両情報受信プログラム２１２は、端末制御部２００が端末通信部２０２を介して、装置２０から車両情報１５２を無線で受信するためのプログラムである。すなわち、車両情報受信プログラム２１２と端末制御部２００と端末通信部２０２は、無線受信手段の一例である。
端末制御部２００は、受信した車両情報１５２（図５参照）を、端末側車両情報２５６として端末第２記憶部２５０に格納する。
端末側車両情報２５６は、車速情報２５８及び移動方向情報２６０を含む。車速情報２５８は、装置２０の車速情報１５４と同一の内容である（図６参照）。移動方向情報２６０は、装置２０の移動方向情報１５６と同一の内容である（図７参照）。

図８に示すように、端末５０は、端末第１記憶部２１０に、速度ベクトル情報生成プログラム２１４を格納している。速度ベクトル情報生成プログラム２１４は、端末制御部２００が、端末側車両情報２５６に基づいて、速度ベクトルａ１等を示す速度ベクトル情報２６２を生成するためのプログラムである。
速度ベクトル情報２６２は、端末５０の移動速度及び移動方向を示す情報である。

図９は、速度ベクトル情報２６２の一例を示す図である。
図９（ａ）に示すように、速度ベクトル情報２６２は、一秒（ｓ）の時間間隔において、車速と方位が組になった情報である。例えば、時刻ｔ０＋１における速度ベクトルはａ１であり、時刻ｔ０＋２における速度ベクトルはａ２である。
図９（ｂ）は、説明の便宜のために、速度ベクトル情報２６２を図形で示している。図９（ｂ）においては、各時刻における車速が矢印の長さで、方位が矢印の方向で示されている。

図８に示すように、端末５０は、端末第１記憶部２１０に、推定位置情報生成プログラム２１６を格納している。推定位置情報生成プログラム２１６は、端末制御部２００が、前回出力位置情報２５４と、速度ベクトル情報２６２に基づいて、車両１５の現在の推定位置Ｐｅを示す推定位置情報２６４を生成するためのプログラムである。推定位置情報２６４は推定位置情報の一例である。そして、推定位置情報生成プログラム２１６と端末制御部２００は、推定位置情報生成手段の一例である。

図１０は、推定位置情報生成プログラム２１６の説明図である。
図１０に示すように、端末制御部２００は、前回出力位置Ｐ０を基点として、時刻経過に従って、各速度ベクトルａ１等を加算する。例えば、現在時刻がｔ０＋６であるとすると、前回位置Ｐ０を基点として、速度ベクトルａ１乃至ａ６を加算することで推定位置Ｐｅを算出する。
端末制御部２００は、生成した推定位置情報２６４を端末第２記憶部２５０に格納する。

図８に示すように、端末５０は、端末第１記憶部２１０に、衛星電波受信プログラム２１８を格納している。衛星電波受信プログラム２１８は、端末制御部２００が、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの電波Ｓ１等を受信するためのプログラムである。衛星電波受信プログラム２１８と端末制御部２００は、衛星電波受信手段の一例である。

具体的には、端末制御部２００は、まず、アルマナック２５２ａを参照して現在時刻において観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を算出する。次に、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等のエフェメリス２５２ｂと前回出力位置Ｐ０、及び速度ベクトル情報２６２に基づいて、電波Ｓ１等のドップラー偏移を算出する。電波Ｓ１等が発信されるときの発信周波数は、例えば、１．５ＧＨｚで既知であるから、発信周波数とドップラー偏移に基づいて、電波Ｓ１等の受信周波数を算出することができる。
端末制御部２００は、電波Ｓ１等の受信周波数を算出すると、その受信周波数から予め規定した周波数範囲で電波Ｓ１等をサーチし、受信する。

図８に示すように、端末５０は、端末第１記憶部２１０に、衛星測位プログラム２２０を格納している。衛星測位プログラム２２０は、端末制御部２００が、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの電波Ｓ１等を使用して衛星測位位置Ｐｇを示す衛星測位位置情報２６６を生成するためのプログラムである。衛星測位位置Ｐｇは測位位置の一例であり、衛星測位位置情報２６６は衛星測位位置情報の一例である。そして、衛星測位プログラム２２０と端末制御部２００は、衛星測位位置情報生成手段の一例である。
電波Ｓ１等を使用する測位方法については、周知であるから、説明を省略する。
端末制御部２００は、生成した衛星測位位置情報２６６を端末第２記憶部２５０に格納する。

図８に示すように、端末５０は、端末第１記憶部２１０に、測位演算ＦＩＸ判断プログラム２２２を格納している。測位演算ＦＩＸ判断プログラム２２２は、端末制御部２００が、衛星測位位置情報２６６の生成が完了したか否かを判断するためのプログラムである。

図８に示すように、端末５０は、端末第１記憶部２１０に、平均位置情報生成プログラム２２４を格納している。平均位置情報生成プログラム２２４は、端末制御部２００が、推定位置Ｐｅと衛星測位位置Ｐｇとの平均位置Ｐａｖを示す平均位置情報２６８を生成するためのプログラムである。平均位置Ｐａｖは平均位置の一例であり、平均位置情報２６８は平均位置情報の一例である。そして、平均位置情報生成プログラム２２４と端末制御部２００は、平均位置情報生成手段の一例である。

図１１は、平均位置情報生成プログラム２２４の説明図である。
図１１に示すように、端末制御部２００は、推定位置Ｐｅと衛星測位位置Ｐｇとの平均位置Ｐａｖを算出する。
端末制御部２００は、生成した平均位置情報２６８を第２記憶部２５０に格納する。

図８に示すように、端末５０は、端末第１記憶部２１０に、車速評価プログラム２２６を格納している。車速評価プログラム２２６は、端末制御部２００が、車速情報２５８に基づいて、自動車１５が停止中か否かを判断するためのプログラムである。車速評価プログラム２２６と端末制御部２００は、車速情報評価手段の一例である。
具体的には、端末制御部２００は、車速情報２５８に示される車速が０ｋｍ／ｈであるか否かを判断し、０ｋｍ／ｈであれば、自動車１５が停止中であると判断する。

図８に示すように、端末５０は、端末第１記憶部２１０に、位置出力プログラム２２８を格納している。位置出力プログラム２２８は、端末制御部２００が、現在位置を示す情報を表示装置６６（図３参照）に出力（表示）するためのプログラムである。位置出力プログラム２２８と端末制御部２００は、位置出力手段の一例である。
具体的には、端末制御部２００は、上述の車速評価プログラム２２６によって自動車１５が停止中であると判断した場合には、前回出力位置Ｐ０を出力する。
そして、端末制御部２００は、自動車１５が停止中ではないと判断した場合には、平均位置情報２６８又は推定位置情報２６４を出力する。端末制御部２００は、平均位置情報２６８が生成されている場合には平均位置情報２６８を出力し、平均位置情報２６８が生成されていない場合には推定位置情報２６４を出力するようになっている。

位置計算システム１０は、上述のように構成されている。
上述のように、装置２０は、車両情報１５２（図５参照）を無線で送信することができる。
そして、端末５０は、装置２０から、車両情報１５２を無線で受信することができる。これは、端末５０の位置について、配線による制限がないことを意味する。
このため、端末５０の使用者は、自動車１５の中の任意の位置において、かつ、使用者の任意の姿勢において端末５０を使用することができる。

さらに、端末５０は、速度ベクトル情報２６２（図８参照）を生成することができ、推定位置情報２６４を生成することができる。また、端末５０は、衛星測位位置情報２６６を生成することができる。
そして、端末５０は、平均位置情報２６８を生成することができる。これは、例えば、電波Ｓ１等の受信状態が良好で衛星測位位置情報２６６を生成することができた場合には、衛星測位位置情報２６６を推定位置情報２６４で補正することができることを意味する。
そして、端末５０は、平均位置情報２６４を出力することができる。
また、端末５０は、例えば、電波Ｓ１等の受信状態が劣悪で衛星測位位置情報２６６を生成することができず、その結果として、平均位置情報２６８を生成することができない場合には、推定位置情報２６４を出力することができる。
これにより、端末５０は、電波Ｓ１等の受信状態に応じて、平均位置情報２６８又は推定位置情報２６４のいずれかを出力することができる。

また、端末５０は、速度ベクトル情報２６２を、電波Ｓ１等のドップラー偏移を算出するために使用する構成となっているから、ドップラー偏移を精度良く算出することができる。このため、端末５０は、電波Ｓ１等のサーチ範囲を狭く絞ることができ、その結果、電波Ｓ１等を迅速に受信することができる。

また、端末５０は、自動車１５が停止中である場合には、前回出力位置情報２５４を出力することができる。
これにより、端末５０は、自動車１５の停止中において、妥当な位置を迅速に出力することができる。また、端末５０は自動車１５が停止中である限り、新たに現在位置を算出しないから、電力消費を低減することができる。

以上が本実施の形態に係る測位システム１０の構成であるが、以下、その動作例を主に図１２を使用して説明する。
図１２は端末５０の動作例を示す概略フローチャートである。

まず、端末５０は、装置２０から車両情報１５２（図５参照）を受信する（図１２のステップＳＴ１）。このステップＳＴ１は、無線受信ステップの一例である。
続いて、端末５０は、電波Ｓ１等を受信する（ステップＳＴ２）。このステップＳＴ２は、衛星電波受信ステップの一例である。なお、ステップＳＴ１とステップＳＴ２の順序は逆でもよく、並行して実施してもよい。
続いて、端末５０は、車速情報２５８（図８参照）に基づいて、車速が０ｋｍ／ｈか否かを判断する（ステップＳＴ３）。

ステップＳＴ３において、端末５０が、車速が０ｋｍ／ｈであると判断した場合には、前回出力位置情報２５４を出力する（ステップＳＴ４）。
なお、ステップＳＴ３において、端末５０が、車速が０ｋｍ／ｈであると判断した場合には、電波Ｓ１等の受信（トラッキング）は係属するが、測位演算は行わない。

上述のステップＳＴ３において、端末５０が、車速が０ｋｍ／ｈではないと判断した場合には、ＧＰＳ測位計算間隔で速度ベクトル情報２６２を生成する（ステップＳＴ５）。このステップＳＴ５は、速度ベクトル情報生成ステップの一例である。ここで、ＧＰＳ測位計算間隔とは、例えば、１秒（ｓ）間隔である。
続いて、端末５０は、推定位置情報２６４を生成する（ステップＳＴ６）。このステップＳＴ６は、推定位置情報生成ステップの一例である。

端末５０は、上述のステップＳＴ５及びステップＳＴ６と並行して、ＧＰＳ測位計算を実施し、衛星測位位置情報２６６を生成する（ステップＳＴ７）。このステップＳＴ７は、衛星測位位置情報生成ステップの一例である。

続いて、端末５０は、ＧＰＳ測位計算がＦＩＸ（収束）したか否かを判断する（ステップＳＴ８）。具体的には、端末５０は、衛星測位位置情報２６６の生成が完了したか否かを判断する。

ステップＳＴ８において、端末５０が、ＧＰＳ測位計算がＦＩＸしないと判断した場合には、推定位置情報２６４を出力する（ステップＳＴ９）。このステップＳＴ９は、位置出力ステップの一例である。

上述のステップＳＴ８において、端末５０が、ＧＰＳ測位計算がＦＩＸしたと判断した場合には、平均位置情報２６８を生成する（ステップＳＴ１０）。このステップＳＴ１０もまた、位置出力ステップの一例である。
続いて、端末５０は、平均位置情報２６８を出力する（ステップＳT１１）。このステップＳＴ１１もまた、位置出力ステップの一例である。

続いて、端末５０は、自動車１５の作動が終了したと判断した場合には、停止する。
自動車１５の作動が継続している場合には、ステップＳＴ１以下を繰り返す。

上述のように、端末５０は、装置２０から、車両情報１５２を無線で受信することができる。これは、端末５０の位置について、配線による制限がないことを意味する。
このため、端末５０の使用者は、自動車１５の中の任意の位置において、かつ、使用者の任意の姿勢において端末５０を使用することができる。
また、端末５０は、電波Ｓ１等の受信状態が良好で衛星測位位置情報２６６を生成することができた場合には、衛星測位位置情報２６６を推定位置情報２６４で補正して、平均位置情報２６８を生成することができる。
そして、端末５０は、平均位置情報２６４を出力することができる。
また、端末５０は、例えば、電波Ｓ１等の受信状態が劣悪で衛星測位位置情報２６６を生成することができない場合には、推定位置情報２６４を出力することができる。
これにより、端末５０は、電波Ｓ１等の受信状態に応じて、平均位置情報２６８又は推定位置情報２６４のいずれかを出力することができる。

本発明は、上述の各実施の形態に限定されない。さらに、上述の各実施の形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。

本発明の実施の形態の位置計算システムを示す概略図である。車両側情報送信装置の主なハードウエア構成を示す概略図である。移動端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。端末の電波の受信に関連する構造等を示す概略図である。車両側情報送信装置の主なソフトウエア構成を示す概略図である。車速情報の一例を示す図である。移動方向情報の一例を示す図である。移動端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。速度ベクトル情報の一例を示す図である。推定位置情報生成プログラムの説明図である。平均位置情報生成プログラムの説明図である。位置計算システムの動作例を示す概略フローチャートである。

符号の説明

１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ・・・ＧＰＳ衛星、２０・・・車両側情報送信装置、３２・・・車両側短距離無線通信装置、３４・・・車速センサ、３６・・・ジャイロ、５０・・・移動端末、６２・・・端末側短距離無線通信装置、２１２・・・車両情報受信プログラム、２１４・・・速度ベクトル情報生成プログラム、２１６・・・推定位置情報生成プログラム、２１８・・・衛星電波受信プログラム、２２０・・・衛星測位プログラム、２２２・・・測位演算ＦＩＸプログラム、２２４・・・平均位置情報生成プログラム、２２６・・・車速評価プログラム、２２８・・・位置出力プログラム

Claims

車両に搭載され、車両情報を送信する車両情報提供装置と、
前記車両内において、前記車両情報を受信する測位装置と、
を有する測位システムであって、
前記車両情報提供装置は、
前記車両の速度を示す車速情報を取得する車速情報取得手段と、
前記車両の移動方向を示す方向情報を取得する方向情報取得手段と、
前記車速情報及び前記方向情報で構成される前記車両情報を無線で送信する無線送信手段と、
を有し、
前記測位装置は、
前記車両情報提供装置から、前記車両情報を無線で受信する無線受信手段と、
前記車両情報に基づいて、速度ベクトルを示す速度ベクトル情報を生成する速度ベクトル情報生成手段と、
前回出力した位置である前回出力位置を示す前回出力位置情報と、前記速度ベクトル情報に基づいて、前記車両の現在の推定位置を示す推定位置情報を生成する推定位置情報生成手段と、
測位衛星からの電波である衛星電波を受信する衛星電波受信手段と、
前記衛星電波を使用して測位位置を示す衛星測位位置情報を生成する衛星測位位置情報生成手段と、
前記推定位置と前記測位位置との平均位置を示す平均位置情報を生成する平均位置情報生成手段と、
前記平均位置情報が生成されている場合には前記平均位置情報を出力し、前記平均位置情報が生成されていない場合には前記推定位置情報を出力する位置出力手段と、
を有することを特徴とする測位システム。
車両に搭載される車両情報提供装置から、車両情報を受信する測位装置であって、
前記車両情報提供装置から、前記車両の速度を示す車速情報と前記車両の移動方向を示す方向情報を含む前記車両情報を無線で受信する無線受信手段と、
前記車両情報に基づいて、速度ベクトルを示す速度ベクトル情報を生成する速度ベクトル情報生成手段と、
前回出力した位置である前回出力位置を示す前回出力位置情報と、前記速度ベクトル情報に基づいて、前記車両の現在の推定位置を示す推定位置情報を生成する推定位置情報生成手段と、
測位衛星からの電波である衛星電波を受信する衛星電波受信手段と、
前記衛星電波を使用して測位位置を示す衛星測位位置情報を生成する衛星測位位置情報生成手段と、
前記推定位置と前記測位位置との平均位置を示す平均位置情報を生成する平均位置情報生成手段と、
前記平均位置情報が生成されている場合には前記平均位置情報を出力し、前記平均位置情報が生成されていない場合には前記推定位置情報を出力する位置出力手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
前記車速情報に基づいて、前記車両が停止中か否かを判断する車速情報評価手段と、
前記車速情報評価手段が前記車両が停止中であると判断した場合には、前記位置出力手段は、前記前回出力位置情報を出力する構成となっていることを特徴とする請求項２に記載の測位装置。
前記衛星電波受信手段は、前記速度ベクトル情報を、前記衛星電波のドップラー偏移を算出するために使用する構成となっていることを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の測位装置。
測位装置が、車両に搭載される車両情報提供装置から、前記車両の速度を示す車速情報と前記車両の移動方向を示す方向情報を含む車両情報を無線で受信する無線受信ステップと、
前記測位装置が、前記車両情報に基づいて、速度ベクトルを示す速度ベクトル情報を生成する速度ベクトル情報生成ステップと、
前記測位装置が、前回出力した位置である前回出力位置を示す前回出力位置情報と、前記速度ベクトル情報に基づいて、前記車両の現在の推定位置を示す推定位置情報を生成する推定位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、測位衛星からの電波である衛星電波を受信する衛星電波受信ステップと、
前記測位装置が、前記衛星電波を使用して測位位置を示す衛星測位位置情報を生成する衛星測位位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記推定位置と前記測位位置との平均位置を示す平均位置情報を生成する平均位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記平均位置情報が生成されている場合には前記平均位置情報を出力し、前記平均位置情報が生成されていない場合には前記推定位置情報を出力する位置出力ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
コンピュータに、
測位装置が、車両に搭載される車両情報提供装置から、前記車両の速度を示す車速情報と前記車両の移動方向を示す方向情報を含む車両情報を無線で受信する無線受信ステップと、
前記測位装置が、前記車両情報に基づいて、速度ベクトルを示す速度ベクトル情報を生成する速度ベクトル情報生成ステップと、
前記測位装置が、前回出力した位置である前回出力位置を示す前回出力位置情報と、前記速度ベクトル情報に基づいて、前記車両の現在の推定位置を示す推定位置情報を生成する推定位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、測位衛星からの電波である衛星電波を受信する衛星電波受信ステップと、
前記測位装置が、前記衛星電波を使用して測位位置を示す衛星測位位置情報を生成する衛星測位位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記推定位置と前記測位位置との平均位置を示す平均位置情報を生成する平均位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記平均位置情報が生成されている場合には前記平均位置情報を出力し、前記平均位置情報が生成されていない場合には前記推定位置情報を出力する位置出力ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラム。
コンピュータに、
測位装置が、車両に搭載される車両情報提供装置から、前記車両の速度を示す車速情報と前記車両の移動方向を示す方向情報を含む車両情報を無線で受信する無線受信ステップと、
前記測位装置が、前記車両情報に基づいて、速度ベクトルを示す速度ベクトル情報を生成する速度ベクトル情報生成ステップと、
前記測位装置が、前回出力した位置である前回出力位置を示す前回出力位置情報と、前記速度ベクトル情報に基づいて、前記車両の現在の推定位置を示す推定位置情報を生成する推定位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、測位衛星からの電波である衛星電波を受信する衛星電波受信ステップと、
前記測位装置が、前記衛星電波を使用して測位位置を示す衛星測位位置情報を生成する衛星測位位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記推定位置と前記測位位置との平均位置を示す平均位置情報を生成する平均位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記平均位置情報が生成されている場合には前記平均位置情報を出力し、前記平均位置情報が生成されていない場合には前記推定位置情報を出力する位置出力ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。