JP2008046767A - Location detection device, location detection program and location detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ビーコン等のインフラを利用した車両の位置検出に関するものである。 The present invention relates to vehicle position detection using an infrastructure such as an optical beacon.
従来、センタで処理された道路交通情報をリアルタイムに送信し、ナビゲーション装置などの車載装置に表示するシステムであるVICS(Vehicle Information and Communication System)が知られている。VICSでは、車両の走行路に設置された光ビーコンにより、車両との間で赤外線を用いた双方向通信を行い、車両に対して道路交通情報を提供する。 2. Description of the Related Art Conventionally, VICS (Vehicle Information and Communication System), which is a system that transmits road traffic information processed at a center in real time and displays the information on an in-vehicle device such as a navigation device, is known. In VICS, two-way communication using infrared rays is performed with a vehicle by using an optical beacon installed on a traveling path of the vehicle, and road traffic information is provided to the vehicle.
なお、特許文献1には、光ビーコンを利用して案内対象交差点までの経路上に存在する信号数を検出する構成が開示されている。
近年、安全走行支援情報提供サービスとして、路側センサで収集した緊急情報等を即時的に車両に提供し、ドライバや歩行者の安全走行を支援する検討が各方面で行われている。例えば、光ビーコンを利用するサービスとして安全運転支援システム(DSSS:Driving Safety Support System)が検討されている。 In recent years, as a safe driving support information providing service, studies are being made in various directions to provide emergency information collected by roadside sensors to a vehicle immediately and support safe driving of drivers and pedestrians. For example, a safe driving support system (DSSS: Driving Safety Support System) has been studied as a service using an optical beacon.
このような流れにより、車両の位置に基づきドライバへの情報表示のタイミングを制御したり、車両の位置を制動タイミングに利用したりすることなどが考えられ、従来のVICSではあまり考慮されていなかった車両の位置検出の精度が重要視される傾向にある。 With such a flow, it may be possible to control the timing of information display to the driver based on the position of the vehicle, or to use the position of the vehicle as a braking timing, which has not been considered much in conventional VICS. The accuracy of vehicle position detection tends to be regarded as important.
なお、上記特許文献1に記載の構成は、案内対象交差点までの経路上に存在する信号数を検出するものにすぎず、車両の位置を精度よく検出することはできない。
本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、車両の位置を精度よく検出することを目的としている。
Note that the configuration described in Patent Document 1 is merely for detecting the number of signals present on the route to the guidance target intersection, and cannot accurately detect the position of the vehicle.
The present invention has been made in view of these problems, and an object thereof is to accurately detect the position of a vehicle.
上記目的を達成するためになされた本発明の請求項1に記載の位置検出装置は、車両に搭載された状態で用いられるものであり、受信手段と、検出手段とを備えている。
本発明の位置検出装置において、受信手段は、路上機から赤外線を用いて送信される情報を受信する。そして、検出手段は、受信手段により受信される情報に基づき、路上機からの情報を受信可能な受信ゾーンから車両が退出したタイミングを検出する。
The position detection apparatus according to claim 1 of the present invention, which has been made to achieve the above object, is used in a state of being mounted on a vehicle, and includes a receiving means and a detecting means.
In the position detection apparatus of the present invention, the receiving means receives information transmitted from the roadside device using infrared rays. And a detection means detects the timing which the vehicle left from the receiving zone which can receive the information from a roadside machine based on the information received by a receiving means.
このような構成の位置検出装置によれば、車両の位置を精度よく検出することができる。
すなわち、赤外線を用いた情報の送信(赤外線通信)は電波を用いた情報の送信に比べて指向性が高く、情報を受信可能なエリアである受信ゾーンが比較的正確に形成される。また、一般に、赤外線通信を行う路車間システムでは、路上機の情報送信部は車両の上方に配置され、車両が路上機を通過する手前の位置で車両に情報を送信する。つまり、受信ゾーンは、車両の進行方向を基準として路上機よりも手前に位置することとなる。
According to the position detection device having such a configuration, the position of the vehicle can be detected with high accuracy.
That is, information transmission using infrared rays (infrared communication) has higher directivity than information transmission using radio waves, and a reception zone, which is an area where information can be received, is formed relatively accurately. In general, in a road-to-vehicle system that performs infrared communication, an information transmission unit of a road device is disposed above the vehicle, and transmits information to the vehicle at a position before the vehicle passes the road device. That is, the reception zone is located in front of the road unit with reference to the traveling direction of the vehicle.
このため、車両が受信ゾーンから退出するタイミングは、車両が受信ゾーンへ進入するタイミングに比べ、車両側から見た路上機の情報送信部の仰角が大きくなるとともに、車両と路上機の情報送信部との距離が短くなる。 For this reason, the timing at which the vehicle exits the reception zone is higher than the timing at which the vehicle enters the reception zone, and the elevation angle of the information transmission unit of the road unit viewed from the vehicle side is increased, and the information transmission unit of the vehicle and the road unit And the distance is shortened.
このように車両側から見た路上機の情報送信部の仰角が大きくなることで、車両側の情報受信位置(上下方向の位置)のばらつきが車両の進行方向に沿った位置に与える影響を小さくすることができる。また、車両と路上機の情報送信部との距離が短くなることにより、車両のガラスの透過率の違いや光軸の向きのばらつきなどによる影響も小さくすることができる。 As described above, the elevation angle of the information transmission unit of the road unit viewed from the vehicle side is increased, thereby reducing the influence of the variation in the information reception position (position in the vertical direction) on the vehicle side on the position along the traveling direction of the vehicle. can do. In addition, since the distance between the vehicle and the information transmission unit of the on-road unit is shortened, the influence due to the difference in the transmittance of the glass of the vehicle and the variation in the direction of the optical axis can be reduced.
したがって、本発明の位置検出装置によれば、車両が受信ゾーンから退出するタイミング、換言すれば、路上機に対する車両の相対位置を比較的正確に検出することができる。この結果、車両の位置の検出を精度よく行うことができる。 Therefore, according to the position detection device of the present invention, it is possible to detect the timing at which the vehicle leaves the reception zone, in other words, the relative position of the vehicle with respect to the road unit relatively accurately. As a result, the position of the vehicle can be detected with high accuracy.
ここで、路上機としては、例えば請求項2に記載のように、光ビーコンが実用化されており、本発明は、光ビーコンを用いた路車間システムを利用して構成することができる。
ところで、受信ゾーンから車両が退出したタイミングは、例えば、路上機から送信される情報を受信できる状態から受信できない状態へ変化したタイミングとすることが考えられる。ただし、実際には、正常な情報を受信できる状態から情報が全く受信できない状態へ瞬時に変化するのではなく、正常な情報を受信できる状態から正常でない(異常な)情報が受信される状態を経て、情報が全く受信できない状態へ移行する。
Here, as a roadside machine, for example, as described in claim 2, an optical beacon is put into practical use, and the present invention can be configured using a road-to-vehicle system using an optical beacon.
By the way, it is conceivable that the timing at which the vehicle leaves the reception zone is, for example, a timing at which a state in which information transmitted from a road device can be received is changed to a state in which the information cannot be received. However, in reality, it does not change instantaneously from a state where normal information can be received to a state where no information can be received at all, but a state where normal (abnormal) information is received from a state where normal information can be received. Then, the state shifts to a state where no information can be received.
そこで、請求項3に記載の位置検出装置では、検出手段は、受信手段により異常な情報が所定数連続して受信された場合に受信ゾーンから車両が退出したと判定する。このようにすれば、正常な情報が受信できる状態から正常な情報が受信できない状態へ移行したタイミングを検出することができる。 Therefore, in the position detection device according to the third aspect, the detection means determines that the vehicle has left the reception zone when a predetermined number of abnormal information is continuously received by the reception means. In this way, it is possible to detect the timing of transition from a state in which normal information can be received to a state in which normal information cannot be received.
特に、異常な情報が所定数連続して受信されたことを条件としているため、受信ゾーンから車両が退出していないにもかかわらず退出したと誤判定してしまうことを防ぐことも可能となる。すなわち、例えばワイパーの影響等により、受信ゾーンに車両が存在しているにもかかわらず異常な情報が受信されることも考えられるため、このような場合に受信ゾーンから車両が退出したと誤判定しないように所定数を設定することが可能となる。 In particular, since it is a condition that a predetermined number of abnormal information has been continuously received, it is possible to prevent erroneous determination that the vehicle has left even though the vehicle has not left the reception zone. . That is, for example, abnormal information may be received despite the presence of a vehicle in the reception zone due to the influence of a wiper, etc., so it is erroneously determined that the vehicle has left the reception zone in such a case. It is possible to set a predetermined number so as not to.
次に、請求項4に記載の位置検出プログラムは、車両に搭載された状態で用いられ、路上機から赤外線を用いて送信される情報を受信する受信手段を備えたコンピュータを、検出手段として機能させるものである。ここで、検出手段とは、受信手段により受信される情報に基づき、路上機からの情報を受信可能な受信ゾーンから車両が退出したタイミングを検出する手段である。 Next, the position detection program according to claim 4 is used in a state where it is mounted on a vehicle, and functions as a detection means by using a computer provided with reception means for receiving information transmitted from a road unit using infrared rays. It is something to be made. Here, the detecting means is means for detecting the timing at which the vehicle leaves the receiving zone that can receive information from the on-road equipment based on information received by the receiving means.
このような位置検出プログラムによれば、コンピュータを用いて請求項1に記載の位置検出装置を構築することができ、これにより前述した効果を得ることができる。特に、プログラムはネットワーク等を利用して流通させることも可能である上、プログラムの入れ替えは部品の入れ替えに比較して容易であるため、位置検出装置の機能向上等を容易に行うことができる。 According to such a position detection program, the position detection apparatus according to claim 1 can be constructed using a computer, and thereby the above-described effects can be obtained. In particular, the program can be distributed using a network or the like, and since the replacement of the program is easier than the replacement of the components, the function of the position detection device can be easily improved.
次に、請求項5に記載の位置検出方法は、車両の位置を検出する位置検出方法であって、路上機から赤外線を用いて送信される情報を受信し、受信した情報に基づき、路上機からの情報を受信可能な受信ゾーンから車両が退出したタイミングを検出するものである。 Next, a position detection method according to claim 5 is a position detection method for detecting the position of a vehicle, which receives information transmitted from a road device using infrared rays, and based on the received information, The timing at which the vehicle leaves the reception zone where information from the vehicle can be received is detected.
このような位置検出方法によれば、前述した理由により、車両の位置を精度よく検出することができる。 According to such a position detection method, the position of the vehicle can be accurately detected for the reason described above.
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
[1.全体構成]
図1は、実施形態の位置検出装置としての車載装置10の構成を示すブロック図である。
Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
[1. overall structure]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an in-
車載装置10は、車両に搭載された状態で用いられるものであって、車両の走行路に設置された路上機としての光ビーコンとの間で赤外線(具体的には近赤外線)を用いた双方向通信を行うためのものである。そして、図1に示すように、車載装置10は、光ビーコンアンテナ(通信端末)20と、ナビゲーションECU(Electronic Control Unit)30とを備えており、これらは、送信、受信の各信号線11,12を介して接続されている。なお、本実施形態では、車載装置10をナビゲーション装置に内蔵されているものとして説明するが、ナビゲーション装置とは別体に外付けした構成の車載装置10であっても構わない。
The in-
光ビーコンアンテナ20は、送信用の発光素子であるLED21と、受信用の受光素子であるフォトダイオード(PD)22と、夫々のインタフェース回路23,24とで構成されている。そして、この光ビーコンアンテナ20は、光ビーコンとの間で双方向通信を行いやすくするため、車両のダッシュボード上に設置されている。なお、光ビーコンアンテナ20の設置位置はこれに限定されるものではない。
The optical beacon antenna 20 includes an
ナビゲーションECU30は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等で構成される光ビーコン送受信処理回路40とCPU50とを中心として構成されている。光ビーコン送受信処理回路40は、光ビーコンアンテナ20のLED21にアップリンクデータを出力するための送信ポート41と、PD22が受信したダウンリンクデータを入力するための受信ポート42とを備えている。
The
送信ポート41から出力されるアップリンクデータは、インタフェース回路61により変換され、送信信号線11を介して光ビーコンアンテナ20に伝送される。一方、光ビーコンアンテナ20によって受信されたダウンリンクデータは、受信信号線12を介してナビゲーションECU30に伝送され、インタフェース回路62により変換されて光ビーコン送受信処理回路40の受信ポート42に入力される。
Uplink data output from the
CPU50は、ナビゲーションECU30において地図表示機能や経路探索機能を実現するための各種演算処理を実行する。また、CPU50は、プログラムがインストールされているSRAM70に対し、必要に応じてデータを書き込んで記録させる機能も有する。
The
[2.光ビーコンの通信ゾーン]
次に、光ビーコンの投受光器80により形成される通信ゾーンについて、図2を用いて説明する。
[2. Optical beacon communication zone]
Next, a communication zone formed by the light beacon projector /
光ビーコンの投受光器80は、車両の走行路の真上に設置され、走行路上に形成した通信ゾーンに存在する車両(車載装置10)との間で近赤外線を用いた双方向通信を行うように構成されている。具体的には、車両から投受光器80へ情報を送信可能なアップリンク(UL)ゾーンと、投受光器80から車両へ情報を送信可能なダウンリンク(DL)ゾーンとを形成する。アップリンクゾーンは、ダウンリンクゾーンに比べて狭く形成され、光ビーコンアンテナ20は、車両の走行に伴い、アップリンクゾーンかつダウンリンクゾーンの区域に進入し、アップリンクゾーンから退出した後、ダウンリンクゾーンから退出することとなる。また、アップリンクゾーン及びダウンリンクゾーンは、いずれも、車両の進行方向を基準として投受光器80よりも手前の位置に形成される。
The light beacon light emitter /
本実施形態の車載装置10は、投受光器80と通信ゾーン(具体的にはダウンリンクゾーン)との位置関係に着目し、車両が通信ゾーンから退出するタイミングに基づいて高精度の位置評定を実現するものである。
The in-
[3.位置評定処理]
次に、ナビゲーションECU30のCPU50が実行する位置評定処理について、図3のフローチャートを用いて説明する。なお、本位置評定処理は、所定の周期で(例えば数十ミリ秒間隔で)実行される。
[3. Position assessment process]
Next, the position evaluation process executed by the
この位置評定処理が開始されると、まず、S101で、車両がダウンリンクゾーンに進入したか否かを判定する。具体的には、光ビーコンから正常な情報(フレーム)が受信された時点で、車両がダウンリンクゾーンに進入したと判定する。 When the position evaluation process is started, first, in S101, it is determined whether or not the vehicle has entered the downlink zone. Specifically, when normal information (frame) is received from the optical beacon, it is determined that the vehicle has entered the downlink zone.
そして、S101で、車両がダウンリンクゾーンに進入していないと判定した場合には、本位置評定処理を終了する。
一方、S101で、車両がダウンリンクゾーンに進入したと判定した場合には、S102へ移行し、車両から光ビーコンへ車両ID(車両に固有の識別情報)等の情報を送信する処理(アップリンク)を行う。
If it is determined in S101 that the vehicle has not entered the downlink zone, the position evaluation process is terminated.
On the other hand, if it is determined in S101 that the vehicle has entered the downlink zone, the process proceeds to S102, and processing for transmitting information such as the vehicle ID (identification information unique to the vehicle) from the vehicle to the optical beacon (uplink) )I do.
続いて、S103では、アップリンクに成功したか否かを判定する。具体的には、S102で送信した情報に対する応答の情報(送信した車両IDが含まれている情報)が受信された場合に、アップリンクに成功したと判定する。 Subsequently, in S103, it is determined whether or not the uplink is successful. Specifically, when information on a response to the information transmitted in S102 (information including the transmitted vehicle ID) is received, it is determined that the uplink is successful.
そして、S103で、アップリンクに成功していないと判定した場合には、S104へ移行し、アップリンクを規定回数(予め設定されている回数)行ったか否かを判定する。
そして、S104で、アップリンクを規定回数行っていないと判定した場合には、S102へ戻り、アップリングを行う。
If it is determined in S103 that the uplink has not been successful, the process proceeds to S104, and it is determined whether or not the uplink has been performed a predetermined number of times (a preset number of times).
If it is determined in S104 that the uplink has not been performed a predetermined number of times, the process returns to S102 and uplink is performed.
一方、S104で、アップリンクを規定回数行ったと判定した場合には、S106へ移行する。
また、S103で、アップリンクに成功したと判定した場合には、S105へ移行し、アップリンクに対する応答情報を受信する処理を行う。その後、S106へ移行する。
On the other hand, if it is determined in S104 that the uplink has been performed a specified number of times, the process proceeds to S106.
If it is determined in S103 that the uplink is successful, the process proceeds to S105, and processing for receiving response information for the uplink is performed. Thereafter, the process proceeds to S106.
S106では、車両がダウンリンクゾーンから退出したか否かを判定し、退出したと判定した場合にS107へ移行する。具体的には、正常でない情報(異常なDLフレーム)を所定数(本実施形態では3つ)連続して受信した時点で、車両がダウンリンクゾーンから退出したと判定する。 In S106, it is determined whether or not the vehicle has left the downlink zone. If it is determined that the vehicle has left, the process proceeds to S107. Specifically, it is determined that the vehicle has left the downlink zone when a predetermined number (three in this embodiment) of abnormal information (abnormal DL frames) is continuously received.
S107では、車両がダウンリンクゾーンから退出した旨の位置確定通知を行い、本位置評定処理を終了する。本実施形態では、車両の位置を検出するためのアプリケーションへ位置確定通知を行う。このようにすることで、車両がダウンリンクゾーンから退出したタイミングを把握することができ、これにより、光ビーコンと車両との相対位置を把握することができる。このため、光ビーコンからその位置情報を取得し、車両がダウンリンクゾーンから退出したタイミングで位置確定通知を行えば、位置確定通知を受けた側で車両の位置を精度よく検出することができる。 In S107, a position confirmation notification to the effect that the vehicle has left the downlink zone is made, and the position evaluation process is terminated. In this embodiment, a position confirmation notification is sent to an application for detecting the position of the vehicle. By doing in this way, the timing at which the vehicle leaves the downlink zone can be grasped, and thereby the relative position between the optical beacon and the vehicle can be grasped. For this reason, if the position information is acquired from the optical beacon and the position confirmation notification is made at the timing when the vehicle leaves the downlink zone, the position of the vehicle can be detected with high accuracy on the side receiving the position confirmation notification.
[4.実施形態の効果]
以上説明したように、本実施形態の車載装置10は、光ビーコンから近赤外線を用いて送信される情報に基づき、車両がダウンリンクゾーンから退出したタイミングを検出する。ここで、光ビーコンの通信ゾーンは比較的正確に形成されるため、車両がダウンリンクゾーンから退出したタイミングに基づき、光ビーコンと車両との相対位置を比較的正確に把握することができる。この結果、車両の位置(例えば交差点までの距離)を精度よく検出することができる。
[4. Effects of the embodiment]
As described above, the in-
特に、本実施形態の車載装置では、ダウンリンクゾーンから退出したタイミングを検出するようにしているため、車両の位置を精度よく検出することができる。すなわち、検出可能なタイミングとしては、ダウンリンクゾーンから退出するタイミング以外にも、ダウンリンクゾーンに進入するタイミング、アップリンクゾーンに進入するタイミング、アップリンクゾーンから退出するタイミングが考えられる。このうち、ダウンリングゾーンから退出する位置は、光ビーコンアンテナ20から見た投受光器80の仰角が最も大きくなる位置である。換言すれば、光ビーコンアンテナ20の上下方向の位置の違いによる車両の進行方向に沿った位置への影響が最も小さくなる。したがって、大型車と小型車とで光ビーコンアンテナ20の設置高さが異なっても、それによる位置検出精度への影響を小さくすることができる。加えて、ダウンリンクゾーンから退出する位置は、光ビーコンアンテナ20と投受光器80との距離が最も短くなる位置である。したがって、車両のフロントガラスの透過率(近赤外線の透過率)の違いによる影響を小さくすることができる。また、光ビーコンアンテナ20の取り付け角度(光軸の向き)の違いによる影響も小さくすることができる。
In particular, in the in-vehicle device of the present embodiment, the timing of leaving the downlink zone is detected, so that the position of the vehicle can be detected with high accuracy. That is, as the detectable timing, in addition to the timing to exit from the downlink zone, the timing to enter the downlink zone, the timing to enter the uplink zone, and the timing to exit from the uplink zone can be considered. Among these positions, the position of exiting the down zone is the position where the elevation angle of the light projector /
さらに、本実施形態の車載装置10では、異常な情報を所定数連続して受信した時点で、車両がダウンリンクゾーンから退出したと判定する。このため、ダウンリンクゾーンから車両が退出していないにもかかわらず退出したと誤判定してしまうことを防ぐことができる。
Furthermore, in the in-
[5.特許請求の範囲との対応]
なお、本実施形態の車載装置10では、光ビーコンアンテナ20が、本発明の受信手段に相当し、位置評定処理(図3)におけるS106の処理を実行するナビゲーションECU30(具体的にはCPU50)が、本発明の検出手段に相当する。
[5. Correspondence with Claims]
In the in-
[6.他の形態]
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
[6. Other forms]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention can take a various form.
すなわち、上記実施形態の車載装置10では、異常な情報を所定数連続して受信した時点で、車両がダウンリンクゾーンから退出したと判定するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、光ビーコンアンテナ20の情報が受信されなくなった時点で、車両がダウンリンクゾーンから退出したと判定するようにしてもよい。
That is, in the in-
10…車載装置、11…送信信号線、12…受信信号線、20…光ビーコンアンテナ、21…LED、22…フォトダイオード、23,24…インタフェース回路、30…ナビゲーションECU、40…光ビーコン送受信処理回路、41…送信ポート、42…受信ポート、61,62…インタフェース回路
DESCRIPTION OF
Claims (5)
路上機から赤外線を用いて送信される情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信される情報に基づき、前記路上機からの情報を受信可能な受信ゾーンから前記車両が退出したタイミングを検出する検出手段と、
を備えたことを特徴とする位置検出装置。 A position detection device used in a state of being mounted on a vehicle,
Receiving means for receiving information transmitted from the roadside device using infrared rays;
Detecting means for detecting the timing at which the vehicle exits from a receiving zone capable of receiving information from the road unit based on information received by the receiving means;
A position detection device comprising:
を特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 The position detection device according to claim 1, wherein the reception unit is configured to receive information from an optical beacon as the road device.
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の位置検出装置。 3. The detection unit according to claim 1, wherein the detection unit determines that the vehicle has left the reception zone when a predetermined number of abnormal information is continuously received by the reception unit. 4. Position detection device.
前記受信手段により受信される情報に基づき、前記路上機からの情報を受信可能な受信ゾーンから前記車両が退出したタイミングを検出する検出手段として機能させることを特徴とする位置検出プログラム。 A computer equipped with a receiving means for receiving information transmitted using infrared rays from a road device, used in a state mounted on a vehicle,
A position detection program that functions as a detection unit that detects a timing at which the vehicle exits from a reception zone capable of receiving information from the road unit based on information received by the reception unit.
路上機から赤外線を用いて送信される情報を受信し、受信した情報に基づき、前記路上機からの情報を受信可能な受信ゾーンから前記車両が退出したタイミングを検出すること
を特徴とする位置検出方法。 A position detection method for detecting the position of a vehicle,
Position detection characterized in that it receives information transmitted from the road unit using infrared rays, and detects the timing at which the vehicle exits from a reception zone capable of receiving information from the road unit based on the received information. Method.
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