JP2007232567A

JP2007232567A - Ｇｐｓ受信装置

Info

Publication number: JP2007232567A
Application number: JP2006054583A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Kadowaki; 美徳門脇; Hideaki Ishibashi; 秀明石橋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】自車位置の検出に要する時間を短縮することができるＧＰＳ受信装置を提供する。
【解決手段】複数の人工衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信し、該ＧＰＳ信号の測位情報より位置を算出するＧＰＳ受信装置に、所定の移動体から送信された情報を受信する受信手段と、前記情報から求められた位置を基準位置として初期サーチを行い、現在位置を特定する測位手段とを備えることにより達成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両などに搭載されるＧＰＳ受信装置に関する。

複数の人工衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信して、移動体の位置や速度を計測するＧＰＳシステムが普及している。

このＧＰＳシステムは、移動体に設けられたＧＰＳアンテナによって少なくとも３個以上の人工衛星を捕捉し、該ＧＰＳアンテナが捕捉した天空に位置する３個以上の人工衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信してこのＧＰＳアンテナに接続されたＧＰＳ受信機により測位情報を算出し、緯度、経度、高度などの位置情報を得ることができる。

また、これら複数個の人工衛星から送られたＧＰＳデータに含まれる位置データ、時間データ、衛星データに基づいて、現在位置、高度および移動した距離を算出することができる。また、上記データに時間データを加えることにより移動スピードを算出することができる。

ところで、ＧＰＳシステムが車両に搭載された場合、該車両が停車し、電源が落とされ、その後電源の投入が行われた場合、直前の停車位置を基準に測位が再開される。例えば、車両がフェリーにより移動し、フェリー降船後に、ＧＰＳシステムが起動された場合、出発前のフェリー乗り場を示した地図上に自車マークが表示され、出発前のフェリー乗り場を基準に測位が行われる。このため、ＧＰＳシステムは車両の現在位置を速やかに確認できない。

このような、ＧＰＳシステムにおける誤った表示状態は、ＧＰＳ等による電波航法を用いたＧＰＳシステムでは、暫くすると解消される。しかし、フェリーで到着した先がユーザにとって不案内である場所であるときには、その間、進行方向が確認できず大変不便となる。

このような問題を解決する技術として、ラジオ信号を受信して、該ラジオ信号を用いて移動体の推測位置を割り出すようにしたＧＰＳ受信機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

このＧＰＳ受信機によれば、ＧＰＳ信号が捕捉できなくても、初期推測位置を設定することができ、電源投入時に人工衛星などの位置を捕捉する時間を短縮できる。
特開平９−２８８１６５号公報

しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。

ＧＰＳシステムでは、車両が停車し電源が落とされ、その後電源の投入が行われた場合、直前の停車位置を基準に測位が再開される。例えば、ＧＰＳシステムが搭載された車両がフェリーに乗船し、長距離輸送された場合、ＧＰＳ受信装置には乗船時のデータが残っており、下船時には、乗船時の位置データに基づいて、自車位置が検出される。このため、現在位置を把握するまでに時間がかかる問題がある。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、自車位置の検出に要する時間を短縮することができるＧＰＳ受信装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のＧＰＳ受信装置は、複数の人工衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信し、該ＧＰＳ信号の測位情報より位置を算出するＧＰＳ受信装置において、所定の移動体から送信された情報を受信する受信手段と、前記情報から求められた位置を基準位置として初期サーチを行い、現在位置を特定する測位手段とを備えることを特徴の１つとする。

このように構成することにより、所定の移動体、例えば船舶から送信された情報に基づいて、該情報から求められた位置を基準位置として初期サーチを行うことができる。

また、前記受信手段は、船舶から送信された位置情報を受信し、前記測位手段は、前記位置情報に対応する位置を基準位置とするようにしてもよい。

このように構成することにより、船舶から送信された位置情報に基づいて、初期サーチを行うことができる。

また、前記受信手段は、ＦＭ多重放送により送信された位置情報を受信するようにしてもよい。

このように構成することにより、ＶＩＣＳ情報などＦＭ多重放送により送信された位置情報に基づいて、初期サーチを行うことができる。

また、前記受信手段は、所定の無線通信方式により送信された位置情報を受信するようにしてもよい。

このように構成することにより、例えば携帯端末と同様な無線通信方式により送信された位置情報に基づいて、初期サーチを行うことができる。

本発明の実施例によれば、自車位置の検出に要する時間を短縮することができるＧＰＳ受信装置を実現できる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

本発明の実施例にかかるＧＰＳ受信装置１００について、図１を参照して説明する。

本実施例にかかるＧＰＳ受信装置１００は、ＧＰＳアンテナ１０２と、ＧＰＳアンテナ１０２と接続されたＧＰＳ受信部１０４と、ＧＰＳ受信部１０４と接続された測位手段としてのＥＣＵ（電子制御回路）１０６と、ＥＣＵ１０６と接続されたメモリ部１０８、ディスプレイおよびスピーカ部１１０、操作スイッチ部１１２、インタフェース部１１４、地図データベース部１１６および受信部１２０と、受信部１２０と接続されたアンテナ１１８とを備える。

ＧＰＳ衛星から送信された航法メッセージは、ＧＰＳアンテナ１０２を介してＧＰＳ受信部１０４に受信される。ＧＰＳ受信部１０４は、該航法メッセージを解読し、ＥＣＵ１０６に入力する。ＥＣＵ１０６は、ＧＰＳ受信部１０４により受信および解読された少なくとも４個のＧＰＳ衛星からの航法メッセージに含まれる時刻情報および軌道情報を用いて、各ＧＰＳ衛星の位置と、各ＧＰＳ衛星からＧＰＳ受信部１０４までの距離とを算出し、例えば三角測量の原理によってＧＰＳ受信部１０４の緯度、経度および高度を計測する。

また、ＥＣＵ１０６は、全ＧＰＳ衛星の配置情報をメモリ部１０８に格納する。なお、ＥＣＵ１０６はＧＰＳ受信開始時にはメモリ部１０８の格納情報から、どのＧＰＳ衛星の送信信号を受信するかをＧＰＳ受信部１０４に指示する。

また、ＥＣＵ１０６は、ＧＰＳ衛星からの信号が受信できない場合においても自車両の位置を算出することができる。例えば、車輪速センサにより、自車両が単位時間にどのくらい移動したかを算出し、また車輪速センサと地磁気センサにより自車両がどのくらい進行方向を変化させたかを算出できる。この進行方向の変化量の検出は、ジャイロシステムによって行うようにしてもよい。そして、これらのセンサにより検出された相対移動量と、地図データベース部１１６に記憶された地図情報とを対応させ、地図上での自車両の位置がＥＣＵ１０６により算出される。この地図情報と自車両の位置をディスプレイおよびスピーカ部１１０に重畳表示させ、ドライバーなどのユーザに報知する。

また、ＥＣＵ１０６は、検出された自車両の位置と地図情報との対比を常に行い（マップマッチング）、地図上の位置が妥当な位置か否かを判断する。たとえば、現在走行している場所には道路が全くなく自車両の走行軌跡と平行に道路があった場合、ＥＣＵ１０６は、自車両位置をシフトさせ、現在位置が道路上になるように補正する。また、交差点を右左折したときにもその交差点位置から補正が行われる。このような補正によってＧＰＳなどの位置検出精度を補償する。さらに、重要な情報をディスプレイおよびスピーカ部１１０により音声で報知し、ユーザがディスプレイ表示を見ていなくても確実に伝達できるように構成される。

操作スイッチ部１１２は目的地の指定や表示の切換えなどの操作を行うためのものである。インタフェース部２６は、例えば車載用ナビゲーション装置のカードスロットにＰＣカードが装着されたとき、ＰＣカードのインタフェース部と接続されてデータの授受を行う。

船舶２００から送信された位置情報は、アンテナ１１８を介して受信部１２０に受信される。受信部１２０は、位置情報を解読し、ＥＣＵ１０６に入力する。ＥＣＵ１０６は、受信部１２０により受信および解読された位置情報に基づいて、受信部１２０の緯度、経度および高度を計測する。

ここで、船舶２００について、図２を参照して説明する。

船舶２００は、航行制御装置２０２と、航行制御装置２０２と接続されたデータ制御装置２０６と、データ制御装置２０６と接続されたＧＰＳ受信装置２０４および通信装置２０８とを備える。ＧＰＳ受信装置２０４および通信装置２０８は、それぞれアンテナを備える。

船舶２００は、ＧＰＳ受信装置２０４により自船舶位置を測位する。すなわち、自船舶２００の現在の位置の緯度・経度を測位によって求める。この情報を位置情報とする。位置情報は時々刻々と変化する。この位置情報データはデータ制御装置２０６に入力され管理される。この位置情報は、通信装置２０８により地上局１０および上述したＧＰＳ受信装置１００に送信される。

地上局ではこのデータを基に当該船舶２００の方向・速度および目標位置を定め航行データとして船舶２００に返信する。船舶２００では地上局からの航行データを通信装置２０８により受信する。そしてこの航行データはデータ制御装置２０６に入力される。データ制御装置２０６は、航行データにしたがい、航行制御装置２０２に指令を行う。航行制御装置２０２では指令にしたがって、操舵あるいは運行の制御を行うことにより自船の向きや速度を変更し、目標位置に自船を導く。

ＧＰＳ受信装置１００は、受信した位置情報に基づいて、受信部１２０の緯度、経度および高度を計測する。

このようにすることにより、例えば、車両が船舶２００、例えばフェリーにより移動し、フェリー降船後に、ＧＰＳ受信装置が起動された場合、受信した位置情報に基づいて、現在地をサーチすることができる。このため、初期サーチ時間を短縮することができる。

次に、車両がフェリーにより移動し、フェリー降船後に、搭載されたＧＰＳ受信装置が起動された場合に、現在地を取得して地図を表示する処理について、図３を参照して説明する。

ＧＰＳ受信装置１００の起動が行われる（ステップＳ３０２）。

次に、ＥＣＵ１０６は、メモリ部１０８からＧＰＳデータを取得する（ステップＳ３０４）。

また、ＥＣＵ１０６は、メモリ部１０８から電源オフ時の測位データを読み出す（ステップＳ３０６）。

また、ＥＣＵ１０６は、受信部１２０により、船舶２００から位置情報を取得する（ステップＳ３０８）。

次に、ＥＣＵ１０６は、基準位置を、船舶２００から取得した位置情報に対応する位置として、初期サーチを行う（ステップＳ３１０）。ここで、電源オフ時の測位データと船舶２００から取得した位置情報とを比較して、その位置の違いが所定の範囲であるか否かを判断し、その違いが所定の範囲以上である場合に、船舶２００から取得した位置情報に対応する位置として、初期サーチを行うようにしてもよい。

次に、ＥＣＵ１０６は、ＧＰＳデータにより現在地が特定できたか否かを判断する(ステップＳ３１２)。

ＧＰＳデータにより現在地が特定できない場合（ステップＳ３１２：ＮＯ）、ステップＳ３１０に戻る。

一方、ＧＰＳデータにより現在地が特定できた場合（ステップＳ３１２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１０６は特定された現在地を、メモリ部１０８に記憶する（ステップＳ３１４）。

次に、ＥＣＵ１０６は、特定された現在地を基準として、ディスプレイおよびスピーカ部１１０のディスプレイに、地図を所定形式で表示する（ステップＳ３１６）。

その後、現在地の取得、現在地の更新記憶および現在地を基準とした地図表示処理が、電源がオフされるまで行われる。

位置情報は、船舶、例えばフェリーにより送信される。例えば、車両がフェリーにより移動し、フェリー降船後に、ＧＰＳシステムが起動された場合、該位置情報に対応する位置を基準位置として、初期サーチが行われる。このため、現在位置に近い位置からサーチを行うことができるため、初期サーチの時間を短縮できる。

本実施例においては、ＧＰＳ受信装置１００を搭載した車両がフェリーから降船し、ＧＰＳ受信装置１００が起動された場合について説明したが、フェリー船内においてＧＰＳシステムが起動される場合にも適用できる。

また、本実施例において、船舶２００からの位置情報は、船内の無線機からラジオ情報としてＧＰＳ受信装置に伝達するようにしてもよいし、携帯電話を利用してＧＰＳ受信装置に伝達するようにしてもよい。

この場合、位置情報は、ＶＩＣＳ（ＶｅｈｉｃｌｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）により送信される道路交通情報（ＶＩＣＳ情報）と同様にＦＭ多重を利用して送信される。また、位置情報は、携帯端末と同様な無線通信方式により送信されるようにしてもよい。

例えば、船舶２００の通信装置２０８は、ＦＭ多重または携帯端末と同様な無線通信方式により、ＧＰＳ受信装置２０４により測位された位置情報を送信する。

この場合の車両側に搭載されたＧＰＳ受信装置１００の動作について、図４を参照して説明する。

イグニッションがオンにされ、プログラムが開始される（ステップＳ４０２）。

次に、位置情報を入手する（ステップＳ４０４）。例えば、フェリーは、ＦＭ多重または携帯端末と同様な無線通信方式により、ＧＰＳ受信装置２０４により測位された位置情報を送信する。ＧＰＳ受信装置１００の受信部１２０は、フェリーから送信された信号を受信する。

次に、ＥＣＵ１０６は、受信信号に位置情報が含まれているか否かを判断する（ステップＳ４０６）。

受信信号に位置情報が含まれている場合（ステップＳ４０６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１０６は、基準位置を、位置情報に対応する位置として、初期サーチを行い、マップの修正を行う（ステップＳ４０８）。

次に、ＥＣＵ１０６は、メモリ部１０８に格納されたＧＰＳ衛星の配置情報の変更を行う（ステップＳ４１０）。

一方、受信信号に位置情報が含まれていない場合（ステップＳ４０６：ＮＯ）およびステップＳ４１０において、ＧＰＳ衛星の配置情報の変更が行われた場合、ＧＰＳ受信部１０４は、ＧＰＳ受信処理を行う（ステップＳ４１２）。

次に、ＥＣＵ１０６は、受信された航法メッセージに基づいて、通常の位置情報計測処理を行う。例えば、ＥＣＵ１０６は、上述したように、ＧＰＳ受信部１０４により受信および解読された少なくとも４個のＧＰＳ衛星からの航法メッセージに含まれる時刻情報および軌道情報を用いて、各ＧＰＳ衛星の位置と、各ＧＰＳ衛星からＧＰＳ受信部１０４までの距離とを算出し、ＧＰＳ受信部１０４の緯度、経度および高度を計測する。

本発明の実施例によれば、船舶、例えばフェリーから送信された位置情報を受信して、該位置情報を用いてＧＰＳ受信装置が搭載された移動体の推測位置を割り出すことができるので、初期サーチ時間を短縮することができる。

本発明にかかるＧＰＳ受信装置は、測位システムに適用できる。

本発明の一実施例にかかるＧＰＳ受信装置を示す部分ブロック図である。船舶を示す部分ブロック図である。本発明の一実施例にかかるＧＰＳ受信装置の動作を示すフロー図である。本発明の一実施例にかかるＧＰＳ受信装置の動作を示すフロー図である。

符号の説明

１００ＧＰＳ受信装置
２００船舶

Claims

複数の人工衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信し、該ＧＰＳ信号の測位情報より位置を算出するＧＰＳ受信装置において、
所定の移動体から送信された情報を受信する受信手段と、
前記情報から求められた位置を基準位置として初期サーチを行い、現在位置を特定する測位手段と
を備えることを特徴とするＧＰＳ受信装置。
請求項１に記載のＧＰＳ受信装置において、
前記受信手段は、船舶から送信された位置情報を受信し、
前記測位手段は、前記位置情報に対応する位置を基準位置とすることを特徴とするＧＰＳ受信装置。
請求項１に記載のＧＰＳ受信装置において、
前記受信手段は、ＦＭ多重放送により送信された位置情報を受信することを特徴とするＧＰＳ受信装置。
請求項１に記載のＧＰＳ受信装置において、
前記受信手段は、所定の無線通信方式により送信された位置情報を受信することを特徴とするＧＰＳ受信装置。