JP2009145167A

JP2009145167A - 位置推定装置及び位置推定システム

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Publication number: JP2009145167A
Application number: JP2007322118A
Authority: JP
Inventors: Kiyosumi Shirodono; 清澄城殿; Yoshiki Ninomiya; 芳樹二宮; Sachiko Kojima; 祥子小島
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2009-07-02
Anticipated expiration: 2027-12-13
Also published as: JP4905341B2

Abstract

【課題】ＧＰＳ位置情報の誤差を低減して自車両の絶対位置を高精度に推定する。
【解決手段】位置推定装置は、自車両のＧＰＳ位置情報を検出するＧＰＳセンサ１１と、自車両と同一車線を走行する１つ以上の他車両でそれぞれ検出されたＧＰＳ位置情報を受信する受信部１２と、ＧＰＳセンサ１１により検出された自車両のＧＰＳ位置情報と、受信部１２により受信された他車両のＧＰＳ位置情報と、に基づいて、自車両の走行方向に対して横方向の絶対位置を推定する車両横位置推定部１７と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、位置推定装置位置推定システムに関する。

ナビゲーションシステムにおいて高精度の情報を提示し、又は車両の走行位置に応じて最適な車両制御を行う等のために、自車両の位置を高精度で推定する必要がある。

特許文献１には、移動体を精度良く検出するための移動体検出装置が開示されている。具体的には、移動体検出装置は、距離データ上において互いの距離が所定値以下に接近している観測点を連結体としてグループ化するグループ化手段と、グループ化手段によって得られた２時刻における距離データ上の各連結体について、互いの距離が所定値以下に近接しておりかつ大きさの差異が所定値以下である２時刻間での連結体対を同一物として同定する対象物追跡手段と、対象物追跡手段により同定される連結体の２時刻間の距離と方位の各変化量を、車両運動推定装置によって推定された距離の変位量と方位の変位量を用いて補正して、連結体の２時刻間の変位量とする移動体変位量算定手段と、を有している。

特許文献２には、他車両の位置をすばやく検出する他車両位置検出装置が開示されている。具体的には、他車両位置検出装置は、自車両におけるＧＰＳ位置情報を取得する自車両ＧＰＳ位置情報取得手段と、地図データを格納する地図データ格納部と、前記自車両におけるＧＰＳ位置情報と、前記地図データとよりマップマッチングを行い、自車両の位置を補正するマップマッチング処理手段と、前記自車両におけるＧＰＳ位置情報と、前記マップマッチング処理手段によって補正された自車両の位置とを用いて、ＧＰＳ位置情報の誤差を推定する誤差推定手段と、該誤差推定手段によって推定されたＧＰＳ位置情報の誤差を用いて、前記他車両ＧＰＳ位置情報取得手段によって取得された他車両におけるＧＰＳ位置情報の補正を行う他車両位置補正手段と、を備えている。
特開２００６−１６０１１６号公報特開２００７−８５９０９号公報

しかし、特許文献１では、道路交通量が多く周辺に多くの移動体が存在する場合は、レーザセンサが直接物体を検出するだけでは、自車両の周辺の静止物情報が十分に収集できない問題がある。

また、特許文献２では、自車両の絶対位置を精度良く求めることが難しく、またＧＰＳ位置情報と地図データとのマップマッチング自体に推定誤差が含まれている。このため、ＧＰＳ位置情報の正確な誤差を算出することができず、正確に他車両位置を検出できない問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、ＧＰＳ位置情報の誤差を低減して自車両の絶対位置を高精度に推定することができる位置推定装置及び位置推定システムを提供することを目的とする。

請求項１の発明である位置推定装置は、自車両のＧＰＳ位置情報を検出するＧＰＳ位置情報検出手段と、前記自車両と同一車線を走行する１つ以上の他車両でそれぞれ検出されたＧＰＳ位置情報を受信する受信手段と、前記ＧＰＳ位置情報検出手段により検出された前記自車両のＧＰＳ位置情報と、前記受信手段により受信された他車両のＧＰＳ位置情報と、に基づいて、前記自車両の走行方向に対して横方向の絶対位置を推定する推定手段と、を備えている。

請求項２の発明である位置推定装置は、１つ以上の他車両において検出されたＧＰＳ位置情報を受信する受信手段と、自車両に対する他車両の相対位置を算出する相対位置算出手段と、自車両のＧＰＳ位置情報を検出する自車両ＧＰＳ位置情報検出手段と、前記受信手段により受信された他車両のＧＰＳ位置情報と、前記相対位置算出手段により算出された他車両との相対位置と、前記自車両ＧＰＳ位置情報検出手段により検出されたＧＰＳ位置情報と、に基づいて、前記自車両の絶対位置を推定する自車両位置推定手段と、を備えている。

請求項３の発明は、請求項２に記載の位置推定装置であって、前記自車両位置推定手段は、各他車両のＧＰＳ位置情報と、前記自車両に対する他車両との各相対位置と、に基づいて、前記自車両位置におけるＧＰＳ位置情報をそれぞれ算出し、算出された各ＧＰＳ位置情報と前記自車両ＧＰＳ位置情報検出手段により検出されたＧＰＳ位置情報とを平均化することにより、前記自車両の絶対位置を推定する。

請求項４の発明は、請求項２または請求項３に記載の位置推定装置であって、自車両の移動量を測定する移動量測定手段と、前記自車両位置推定手段により推定された自車両の絶対位置と、前記移動量測定手段により測定された移動量と、に基づいて、移動後の自車両の絶対位置を推定する移動後自車両位置推定手段を更に備えた。

請求項５の発明は、請求項４に記載の位置推定装置であって、他車両で測定された静止物の位置情報を受信する受信手段を更に備え、前記移動量測定手段は、前記受信手段により受信された静止物の位置情報に基づいて、前記自車両の移動量を測定する。

請求項６の発明は、請求項５に記載の位置検出装置であって、前記受信手段は、前記自車両に対して所定方向の他車両で測定された静止物の位置情報を受信する。

請求項７の発明は、請求項５に記載の位置推定装置であって、静止物を検出する静止物検出手段と、前記受信手段により受信された静止物の位置情報、又は、前記静止物検出手段により検出された静止物の位置情報を、地図情報として記憶する地図情報記憶手段とを更に備え、前記移動量測定手段は、前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報と、前記受信手段により新たに受信された静止物の位置情報又は前記静止物検出手段により新たに検出された静止物の位置情報と、に基づいて、自車両の移動量を測定する。

請求項８の発明は、請求項７に記載の位置推定装置であって、前記地図情報記憶手段は、前記自車両に対して所定方向の他車両で測定されて前記受信手段により受信された静止物の位置情報を記憶する。

請求項９の発明である位置推定装置は、通信装置から送信された絶対位置情報を受信する受信手段と、自車両のＧＰＳ位置情報を検出する自車両ＧＰＳ位置情報検出手段と、車速を計測する車速計測手段と、前記車速計測手段により計測された車速を用いて、前記自車両ＧＰＳ位置情報検出手段により検出されたＧＰＳ位置情報を、前記受信手段により絶対位置情報が受信された時点の自車両の絶対位置に補正する補正手段と、前記受信手段により受信された絶対位置情報と、前記補正手段により補正されたＧＰＳ位置情報と、を平均化することにより、自車両の絶対位置を推定する自車両絶対位置推定手段と、を備えている。

請求項１０の発明である位置推定装置は、通信装置から送信された当該通信装置に対する自車両の相対位置情報を受信する受信手段と、自車両のＧＰＳ位置情報を検出する自車両ＧＰＳ位置情報検出手段と、前記受信手段により受信された相対位置情報に基づいて、前記自車両の移動量を測定する移動量測定手段と、前記自車両ＧＰＳ位置情報検出手段により検出されたＧＰＳ位置情報と、前記移動量測定手段により測定された移動量と、に基づいて、前記自車両の絶対位置を推定する自車両絶対位置推定手段と、を備えている。

請求項１１の発明である位置推定システムは、絶対位置情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された絶対位置情報を送信し、外部から送信された情報を受信する第１の通信手段と、を有する路側通信装置と、前記第１の通信手段から送信された絶対位置情報を受信する第２の通信手段と、自車両のＧＰＳ位置情報を検出する自車両ＧＰＳ位置情報検出手段と、車速を計測する車速計測手段と、前記車速計測手段により計測された車速を用いて、前記自車両ＧＰＳ位置情報検出手段により検出されたＧＰＳ位置情報を、前記第２の通信手段によりＧＰＳ位置情報が受信された時点の自車両の絶対位置に補正する補正手段と、前記第２の通信手段により受信された絶対位置情報と、前記補正手段により補正されたＧＰＳ位置情報と、を平均化することにより、自車両の絶対位置を推定する自車両絶対位置推定手段と、を有し、前記第２の通信手段は、更に前記自車両絶対位置推定手段により推定された絶対位置を示す絶対位置情報を前記路側通信装置へ送信する車載通信装置と、を備え、前記路側通信装置の第１の通信手段は、前記車載通信装置の第２の通信手段から送信された絶対位置情報を受信し、前記記憶手段は、前記第１の通信手段により受信された絶対位置情報を記憶する。

請求項１２の発明である位置推定システムは、絶対位置情報を記憶する記憶手段と、外部に情報を送信し外部から送信された情報を受信する第１の通信手段と、ＧＰＳ位置情報を補正する補正手段と、自車両の絶対位置を推定する自車両絶対位置推定手段と、を有する路側通信装置と、自車両のＧＰＳ位置情報を検出する自車両ＧＰＳ位置情報検出手段と、車速を計測する車速計測手段と、前記自車両ＧＰＳ位置情報検出手段により検出されたＧＰＳ位置情報と、前記車速計測手段により計測された車速と、を前記路側通信装置に送信し外部からの情報を受信する第２の通信手段と、を有する車載通信装置と、を備え、前記路側通信装置の第１の通信手段は、前記車載通信装置から送信されたＧＰＳ位置情報と車速を受信し、前記補正手段は、前記第１の通信手段により受信された車速を用いて、前記第１の通信手段により受信されたＧＰＳ位置情報を前記第１の通信手段が当該ＧＰＳ位置情報を受信した時点の自車両の絶対位置に補正し、前記自車両絶対位置推定手段は、前記記憶手段に記憶された絶対位置情報と、前記補正手段により補正されたＧＰＳ位置情報と、を平均化することにより、自車両の絶対位置を推定し、前記記憶手段は、前記車両絶対位置推定手段により推定された自車両の絶対位置を示す絶対位置情報を記憶し、前記第１の通信手段は前記自車両の絶対位置を前記車載通信装置に送信する。

請求項１３の発明である位置推定システムは、車両を検出する車両検出手段と、車両検出手段により検出された車両との相対位置を算出する相対位置算出手段と、前記相対位置算出手段により算出された相対位置を送信する第１の通信手段と、を有する路側通信装置と、前記第１の通信手段から送信された自車両との相対位置情報を受信する第２の通信手段と、自車両のＧＰＳ位置情報を検出する自車両ＧＰＳ位置情報検出手段と、前記第２の通信手段により受信された相対位置情報に基づいて、前記自車両の移動量を測定する移動量測定手段と、前記自車両ＧＰＳ位置情報検出手段により検出されたＧＰＳ位置情報と、前記移動量測定手段により測定された移動量と、に基づいて、前記自車両の絶対位置を推定する自車両絶対位置推定手段と、を有する車載通信装置と、を備えている。

請求項１４の発明である位置推定システムは、車両を検出する車両検出手段と、車両検出手段により検出された車両との相対位置を算出する相対位置算出手段と、前記相対位置算出手段により算出された相対位置情報に基づいて、前記自車両の移動量を測定する移動量測定手段と、ＧＰＳ位置情報と前記移動量測定手段により測定された移動量とに基づいて前記自車両の絶対位置を推定する自車両絶対位置推定手段と、外部から送信されたＧＰＳ位置情報を受信して前記自車両絶対位置推定手段に供給し、前記自車両絶対位置推定手段により推定された自車両の絶対位置を送信する第１の通信手段と、を有する路側通信装置と、自車両のＧＰＳ位置情報を検出する自車両ＧＰＳ位置情報検出手段と、前記自車両ＧＰＳ位置情報検出手段により検出された自車両のＧＰＳ位置情報を前記路側通信装置に送信し、前記路側通信装置から送信された自車両の絶対位置を受信する第２の通信手段と、を有する車載通信装置と、を備えている。

請求項１の発明によれば、ＧＰＳ位置情報に含まれる誤差を低減して、自車両の走行方向に対して横方向の絶対位置を高精度に推定することができる。

請求項２の発明によれば、ＧＰＳ位置情報に含まれる誤差を低減して、自車両の絶対位置を高精度に推定することができる。

請求項３の発明によれば、他車両のＧＰＳ位置情報を用いて自車両のＧＰＳ位置情報に含まれる誤差を低減することができる。

請求項４の発明によれば、移動中の自車両の絶対位置を高精度に推定することができる。

請求項５の発明によれば、自車両から直接観測できない静止物の位置情報を用いることで、自車両の周辺に障害となる移動体がある場合でも、自車両の移動量を精度良く測定し、高精度に絶対位置を推定することができる。

請求項６の発明によれば、前記自車両に対して所定方向の他車両で測定された静止物の位置情報を用いることができるので、当該所定方向を直接観測できない場合でも、当該所定方向の状況を考慮して、自車両の移動量を測定することができる。

請求項７の発明によれば、静止物の位置情報を地図情報として利用することにより、過去に通過した場所では絶対位置をさらに高精度に推定することができる。

請求項８の発明によれば、自車両から直接観測できない静止物の位置情報を地図データとして用いることで、自車両の周辺に障害となる移動体がある場合でも、一度通過した場所の絶対位置を高精度に推定することができる。

請求項９、１１及び１２の発明によれば、通信装置から送信された絶対位置情報と、絶対位置情報が受信された時点の自車両の絶対位置に補正されたＧＰＳ位置情報と、を平均化することにより、ＧＰＳ位置情報に含まれる誤差を低減して高精度に自車両の絶対位置を推定することができる。

請求項１０、１３及び１４の発明によれば、自車両のＧＰＳ位置情報と、移動量測定手段により測定された移動量と、に基づいて、自車両の絶対位置を推定することにより、移動中の自車両の絶対位置を高精度に推定することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る位置推定装置１０の構成を示すブロック図である。位置推定装置１０は、衛星からのＧＰＳ（Global Positioning System）信号を受信して自車両のＧＰＳ位置情報を検出するＧＰＳセンサ１１と、自車両の周辺を走行する車両（周辺車両）に搭載された車両通信装置１００からそれぞれ送信されたＧＰＳ位置情報を受信する受信部１２と、自車両の進行方向に対する横方向の絶対位置を推定する車両横位置推定部１７と、車両の挙動を制御する車両制御部１８と、情報を提示する情報提示部１９と、を備えている。

車両通信装置１００は、ＧＰＳ位置情報を測位するＧＰＳセンサ１０１と、ＧＰＳセンサ１０１で測位されたＧＰＳ位置情報を他の車両に送信する送信部１０２と、を備えている。

第１の実施形態では、同一車線を同一方向に走行中の車両間でＧＰＳ位置情報が送受信される場合を考える。

図２は、同一車線を走行している自車両と先行車両との状態を説明する図である。図６の中心にいる車両を自車両として説明する。ここで、光通信を利用すれば通信相手である車両を容易に特定できるため、同一車線を走行中の車両に限定した通信を実現することが可能である。

図３は、第１の実施形態の位置検出ルーチンを示すフローチャートである。

周辺車両に搭載された車両通信装置１００のＧＰＳセンサ１０１は、衛星からの信号に基づいて、当該周辺車両のＧＰＳ位置情報を測位する（ステップＳ１）。送信部１０２は、ＧＰＳセンサ１０１で測位されたＧＰＳ位置情報を他の周辺車両に送信する。

一方、自車両に搭載された位置推定装置１０の受信部１２は、周辺車両から送信されたＧＰＳ位置情報を受信する（ステップＳ２）。位置推定装置１０のＧＰＳセンサ１１は、ＧＰＳ測位により自車両のＧＰＳ位置情報を検出する（ステップＳ３）。車両横位置推定部１７は、ＧＰＳ測位結果を統合する（ステップＳ４）。具体的には、車両横位置推定部１７は、ＧＰＳセンサ１１で検出されたＧＰＳ位置情報と、受信部１２で受信された周辺車両のＧＰＳ位置情報と、の平均化処理を行うことにより、精度の高い横位置を算出する。ここで横位置とは、進行方向に直交する横方向の絶対位置をいう。

車両横位置推定部１７の計算原理は以下のとおりである。図２において、車両間の距離は未知であるが、各車両は同一車線を走行中するように拘束されおり、各車両はほぼ同じ直線上に存在すると考えられる。つまり、各車両のＧＰＳ位置情報は進行方向に一致する直線上に並ぶはずである。しかし，現実にはＧＰＳ位置情報の実測値はそれぞれ誤差を含んでいるため、進行方向に直交する方向（横位置）にずれが生じる。ＧＰＳの測位誤差はランダム性を持っているため、通信で得た前後車両のＧＰＳ測位結果を平均化処理することによって、横方向のずれを低減することができる。

［第２の実施形態］
つぎに、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同様の部位には同一の符号を付し、主に異なる点について説明する。

図４は、第２の実施形態に係る位置推定装置１０Ａの構成を示すブロック図である。位置推定装置１０Ａは、図１に示した位置推定装置１０の構成に加えて、自車の周辺を監視する周辺監視センサ１３と、周辺車両との相対位置を算出する相対位置算出部１４と、自車の絶対位置を推定する車両位置推定部１５と、を備えている。

他車両に搭載された車両通信装置１００Ａは、ＧＰＳセンサ１０１と、送信部１０２と、周辺監視センサ１０３と、を備えている。

周辺監視センサ１３、１０３は、自車両の周辺を監視できるものであれば特に限定されず、例えば、レーザレーダ装置、撮像装置等が該当する。第２の実施形態以降では、周辺監視センサとしてレーザレーダ装置を例に挙げて説明する。

図５は、第２の実施形態の位置検出ルーチンを示すフローチャートである。

車両通信装置１００ＡのＧＰＳセンサ１１は、ＧＰＳ測位により自車両のＧＰＳ位置情報を検出する（ステップＳ１１）。周辺監視センサ１０３は、周辺に存在する移動物体（車両、歩行者等）や静止物等の障害物データを取得し、その障害物データのうち、移動量の推定や地図情報として利用可能な静止物についてのデータ（以下、「静止物データ」という。）を抽出する（ステップＳ１２）。静止物データの抽出方法については、特に限定されるものではなく、公知の技術を用いることができる。送信部１０２は、ＧＰＳセンサ１０１で検出されたＧＰＳ位置情報、周辺監視センサ１０３で取得された静止物データを通信信号に変換した後、逐次周辺車両に送信する。

一方、自車両に搭載された位置推定装置１０Ａの受信部１２は、周辺車両から送信された通信信号を受信してその信号を復号することで（ステップＳ１３）、周辺車両において取得されたＧＰＳ位置情報と静止物データを入手する。一方で、位置推定装置１０Ａの周辺監視センサ１３は、自車両周辺に存在する静止物データを抽出する。

相対位置算出部１４は、周辺監視センサ１３で抽出された静止物データに基づいて、自車両に対する周辺車両（通信車両）の相対位置を算出する（ステップＳ１４）。

車両位置推定部１５は、時刻（ｔ−１）における自車両の絶対位置を推定する（ステップＳ１５）。ここでは、自車両の周辺にｎ台の周辺車両１、２、・・・、ｎがあるものとする。

最初に、車両位置推定部１５は、周辺車両１のＧＰＳ位置情報と、自車両に対する周辺車両１の相対位置と、に基づいて、自車両のＧＰＳ位置情報（Ｘ_１，Ｙ_１）を算出する。次に、車両位置推定部１５は、例えば周辺車両２のＧＰＳ位置情報と、自車両に対する周辺車両２の相対位置と、に基づいて、自車両のＧＰＳ位置情報（Ｘ_２，Ｙ_２）を算出する。同様にして、車両位置推定部１５は、周辺車両３、４、・・・、ｎの情報を用いて、自車両のＧＰＳ位置情報（Ｘ_３，Ｙ_３）、（Ｘ_４，Ｙ_４）、・・・、（Ｘ_ｎ，Ｙ_ｎ）を算出する。

そして、相対位置算出部１４は、ｎ個の自車両のＧＰＳ位置情報及びＧＰＳセンサ１１で直接測位された自車両のＧＰＳ位置情報を平均化することにより、時刻（ｔ−１）における自車両の絶対位置を推定する。

ここで、ＧＰＳ測位によるＧＰＳ位置情報や周辺監視センサによる相対位置は、それぞれ観測誤差を含んでいる。そこで、相対位置算出部１４は、上述のように各周辺車両のＧＰＳ位置情報及び相対位置を用いて自車両のＧＰＳ位置情報をそれぞれ算出し、各自車両のＧＰＳ位置情報及び自車両で直接測定されたＧＰＳ位置情報を平均化することにより、ＧＰＳ測位結果に含まれるランダムノイズを低減できるので、高精度の自車両の絶対位置を算出できる。

次に、車両位置推定部１５は、自車両及び他車両で観測された静止物データの時間変化に基づいて、所定のサンプリング期間、すなわち時刻（ｔ−１）から時刻ｔにおける自車両の移動量を推定する（ステップＳ１６）。

図６（Ａ）及び（Ｂ）は、周辺監視センサで抽出された静止物データであるレーザレーダの観測結果を示す図である。時刻（ｔ−１）及び時刻ｔにおけるレーザレーダの観測結果を照合してその差分から自車両の移動量が推定される。

ここで、車両位置推定部１５は、自車両が多数の周辺車両に囲まれてしまい、自車両で直接静止物体を観測できない場合でも、周辺車両の周辺監視センサ１０３で観測された静止物の静止物データを用いることができるので、自車両の移動量の推定精度を向上することができる。

なお、受信部１２は、自車両から死角の方向（例えば進行方向に対して左後方）にある他車両からのデータを受信してよい。これにより、自車両から死角の方向にある状況を考慮することができ、自車両の移動量が高精度に求められる。

最後に、車両位置推定部１５は、ステップＳ１５で算出した時刻（ｔ−１）の絶対位置と、ステップＳ１６で推定した時刻（ｔ−１）から時刻ｔにおける移動量とを統合することにより、現在の時刻ｔにおける自車両の絶対位置を推定する（ステップＳ１７）。ここでは、車両位置推定部１５は、高精度化されたＧＰＳ測位結果と自車の移動量とを例えばカルマンフィルタ、パーティクルフィルタ等で統合することによって、更なる誤差低減を実現することができる。

そして、車両位置推定部１５において推定された絶対位置情報は、車両制御部１８や情報提示部１９へ送られ、交差点での一旦停止やナビゲーションなどの運転支援システムの実現に利用される。

以上のように、位置推定装置１０Ａは、各周辺車両のＧＰＳ位置情報及び相対位置を用いて自車両のＧＰＳ位置情報をそれぞれ算出し、これらのＧＰＳ位置情報及び自車両で直接測定されたＧＰＳ位置情報を平均化する。この結果、ＧＰＳ測位結果に含まれるランダムノイズを低減できるので、高精度の自車両の絶対位置を算出できる。さらに、位置推定装置１０Ａは、その自車両の絶対位置と自車両の移動量とを統合することにより、現在の位置を高精度に推定することができる。

（変形例）
図７は、第２の実施形態の変形例である位置推定装置１０Ｂの構成を示すブロック図である。位置推定装置１０Ｂは、図４に示した位置推定装置１０Ａの構成に加えて、周辺監視センサで取得された観測結果を地図情報として記憶する地図情報記憶部１４を、を備えている。

地図記憶部１６は、自車両の周辺監視センサ１３によって観測された静止物データと、その観測時点で車両位置推定部１５により推定された自車両の絶対位置情報と、を逐次記憶する。また、地図記憶部１６は、受信部１２で受信された情報を逐次記憶してもよい。具体的には、地図記憶部１６は、他車両の周辺監視センサ１０３によって観測された静止物データと、その観測時点でＧＰＳセンサ１０１により測位された当該他車両のＧＰＳ位置情報と、を逐次記憶してもよい。

図８は、第２の実施形態の変形例における位置検出ルーチンを示すフローチャートである。なお、図５のステップと同じステップには同一の符号を付し、主に異なるステップについて説明する。

ステップＳ１５が終了した後、車両位置推定部１５は、ステップＳ１５で算出された時刻（ｔ−１）における自車両の絶対位置に対応する地図データを、地図記憶部１６から読み出す（ステップＳ２１）。

次に、車両位置推定部１５は、ステップＳ２１で読み出した時刻（ｔ−１）における地図データと、自車両及び他車両で観測された時刻ｔにおける静止物データとを照合し、その差分から自車両の移動量を推定する（ステップＳ２２）。

そして、車両位置推定部１５は、ステップＳ１５で算出した時刻（ｔ−１）の絶対位置と、ステップＳ２１で推定した移動量とを統合することにより、現在の時刻ｔにおける自車両の絶対位置を高精度に推定する。

最後に、車両位置推定部１５は、統合結果に基づいて地図情報を作成・更新し、作成・更新された地図データ及びその位置情報を地図記憶部１６に保存する（ステップＳ２３）。

これにより、上記位置推定装置１０Ｂは、一度走行した道路の地図データを地図記憶部１６に記憶しておけば、自車両の移動量を容易に推定することができ、この結果、現在の自車両の絶対位置を高精度に推定することができる。

［第３の実施形態］
つぎに、本発明の第３の実施形態について説明する。第３及び第４の実施形態では、路車間通信について説明する。

図９は、第３の実施形態に係る位置推定装置５０と路側通信装置２００との通信状態を説明する図である。同図に示すように、路側通信装置２００は、例えば道路の走行車線上に設置されており、その走行車線を走行している車両に搭載された位置推定装置５０と通信する。

図１０は、第３の実施形態に係る位置推定装置５０の構成を示すブロック図である。位置推定装置５０は、路側通信装置２００と通信する通信部５１と、自車両の車速を計測する車速計測部５２と、自車両のＧＰＳ位置情報を計測するＧＰＳセンサ５３と、自車両の絶対位置を推定する車両位置推定部５４と、車両を制御する車両制御部５６と、情報を提示する情報提示部５７と、を備えている。

路側通信装置２００は、車両と通信する通信部２０１と、各車両から送信された絶対位置情報をセンサ情報として記憶するセンサ情報記憶部２０２とを備えている。なお、センサ情報記憶部２０２に記憶される絶対位置情報は、路側通信装置２００の通信エリアを表す。

通信部２０１は、車両が当該路側通信装置２００の通信エリアを通過する毎に、その車両に対してセンサ情報記憶部２０２に記憶されている絶対位置情報を送信すると共に、その車両から絶対位置情報を受信する。このとき、センサ情報記憶部２０２は、通信部２０１で絶対位置情報が受信される毎に、その受信された絶対位置情報を記憶する。

図１１は、第３の実施形態における位置検出ルーチンを示すフローチャートである。

位置推定装置５０の車速計測部５２は、自車両の車速を計測する（ステップＳ３１）。また、ＧＰＳセンサ５３は、約１秒間隔でＧＰＳ測位を繰り返し自車両のＧＰＳ位置情報を計測する（ステップＳ３２）。通信部５１は、路側通信装置２００と通信して、絶対位置情報を受信する（ステップＳ３３）。

次に、車両位置推定部５４は、車速計測部５２で計測された車速情報を用いて、ＧＰＳセンサ５３により直近の時間で取得した自車両のＧＰＳ位置情報を、通信時の自車両の位置を表すように補正する（ステップＳ３４）。これにより、車両位置推定部５４は、路側通信装置２００からデータを受信した通信エリアの位置情報を算出する。

そして、車両位置推定部５４は、算出した通信位置情報と、路側通信装置２００から得た絶対位置の蓄積データを統合（例えば平均処理）することにより、ＧＰＳ測位結果に含まれるランダム誤差を低減して、高精度の絶対位置を推定する（ステップＳ３５）。通信部５１は、車両位置推定部５４で算出された絶対位置情報を路側通信装置２００へ送信する（ステップＳ３６）。

一方、路側通信装置２００の通信部２０１は、位置推定装置５０から送信された絶対位置を受信し、これをセンサ情報記憶部２０２へ保存する。これを繰り返すにつれて、路側通信装置２００のセンサ情報記憶部２０２で記憶される絶対位置が更新され（ステップＳ３７）、絶対位置の精度は次第に高くなる。路側通信装置２００は、ＧＰＳセンサを備える必要はなく、小型化で実現できるとともにコストを抑えることもできる。

以上のように、位置推定装置５０は、路側通信装置２００から送信される高精度の絶対位置情報と自車両の車速とに基づいて、通信時の自車両の絶対位置を高精度に算出し、その絶対位置と自車両のＧＰＳ位置情報とを平均化することにより、ＧＰＳ誤差のない高精度の絶対位置を推定することができる。

また、路側通信装置２００は、位置推定装置５０と通信してセンサ情報を記憶するだけであり、複雑な演算処理を行う必要がない。このため、コストをかけることなく、高精度の絶対位置の推定を実現することができる。

第３の実施形態では、車両位置推定部５４が位置推定装置５０に設けられた例を挙げたが、車両位置推定部５４は路側通信装置２００に設けられてもよい。このとき、路側通信装置２００では、通信部２０１が位置推定装置５０から車速と自車両のＧＰＳ位置情報を受信し、車両位置推定部５４が受信され情報を用いて自車両の絶対位置を推定し、通信部２０１が推定した自車両の絶対位置を位置推定装置５０へ送信すればよい。

［第４の実施形態］
つぎに、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、上述した実施形態と同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１２は、第４の実施形態に係る位置推定装置５０Ａと路側通信装置２００Ａとの通信状態を説明する図である。同図に示すように、路側通信装置２００Ａは、例えば路側帯に設置されている。そして、路側通信装置２００Ａは、走行車線を走行している車両を検出し、検出した車両との相対位置情報を生成して、この相対位置情報を走行中の車両に送信する。走行車線を走行する車両に搭載された位置推定装置５０Ａは、自車両でＧＰＳ測位したＧＰＳ位置情報と、路側通信装置２００Ａからの相対位置情報と、に基づいて、自車両の絶対位置を推定する。

図１３は、第４の実施形態に係る位置推定装置５０Ａの構成を示すブロック図である。位置推定装置５０Ａは、自車両のＧＰＳ位置情報を計測するＧＰＳセンサ５３と、自車両の絶対位置を推定する車両位置推定部５４と、車両を制御する車両制御部５６と、情報を提示する情報提示部５７と、路側通信装置２００Ａとの間で通信を行う通信部５８と、を備えている。

また、路側通信装置２００Ａは、走行車線を走行する車両をそれぞれ観測する周辺観測センサ２０３と、各々の車両との相対位置を算出する相対位置算出部２０４と、相対位置算出部２０４で算出された情報を送信し、位置推定装置５０との間で通信を行う通信部２０５と、を備えている。周辺観測センサ２０３は、走行車線を走行する車両を検出できれば特に限定されるものではなく、レーザレーダ装置、撮像装置等でもよい。本実施形態では、周辺観測センサ２０３はレーザレーダ装置として説明する。

図１４は、第４の実施形態における位置検出ルーチンを示すフローチャートである。

路側通信装置２００Ａの周辺観測センサ２０３は、レーザレーダの観測結果から車両を計測する（ステップＳ４１）。相対位置算出部２０４は、周辺観測センサ２０３の観測結果に基づいて、当該路側通信装置２００Ａに対する検出した車両との相対位置（距離や方位、または路側通信装置２００Ａを中心とする座標系での位置でも可）を算出する（ステップＳ４２）。通信部２０５は、相対位置算出部２０４で算出された情報をコード化して、検出した車両に対して通信信号を送信する（ステップＳ４３）。

一方、位置推定装置５０Ａの通信部５８は、路側通信装置２００Ａからの送信信号を受信して復号して相対位置情報を取得する（ステップＳ４４）。一方で、自車に搭載されたＧＰＳセンサ５３は、自車両のＧＰＳ位置情報を測定する（ステップＳ４５）。

車両位置推定部５４は、路側通信装置２００Ａから送信された相対位置情報の時間差分に基づいて、自車量の移動量を推定する（ステップＳ４６）。そして、車両位置推定部５４は、ステップＳ４６で推定された移動量と、ＧＰＳ位置情報を統合することにより、精度の高い自車両の絶対位置を推定する（ステップＳ４７）。

この際、路側通信装置２００Ａの絶対位置は必要としない。また、周辺観測センサ２０３はレーザレーダでなくても車両との相対位置を算出可能な計測装置であればよいのは勿論である。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。

例えば、受信部１２、５８、１０２、送信部１０２、２０５、通信部５１、２０１は、光通信（例えば、レーザ発光ダイオード（ＬＥＤ）、カメラ、フォトダイオード等）を利用しても良い。特に受光装置としてカメラを利用した光通信であれば、どの車両から送られたデータであるのかを把握しやすい。またレーザレーダなど測距センサと組み合わせれば、相対位置の算出を簡易な処理で実現することができる。

第４の実施形態では、車両位置推定部５４が位置推定装置５０Ａに設けられた例を挙げたが、車両位置推定部５４は路側通信装置２００Ａに設けられてもよい。このとき、路側通信装置２００Ａでは、通信部２０５が位置推定装置５０Ａから自車両のＧＰＳ位置情報を受信する。また、車両位置推定部５４が相対位置情報の時間差分に基づいて自車量の移動量を推定し、この移動量と受信されたＧＰＳ位置情報を統合することにより自車両の絶対位置を推定する。そして、通信部２０５が自車両の絶対位置を位置推定装置５０Ａへ送信すればよい。

本発明の実施の形態に係る位置推定装置の構成を示すブロック図である。同一車線を走行している自車両と先行車両との状態を説明する図である。第１の実施形態の位置検出ルーチンを示すフローチャートである。第２の実施形態に係る位置推定装置の構成を示すブロック図である。第２の実施形態の位置検出ルーチンを示すフローチャートである。（Ａ）及び（Ｂ）は、周辺監視センサで取得された静止物データであるレーザレーダの観測結果を示す図である。第２の実施形態の変形例である位置推定装置の構成を示すブロック図である。第２の実施形態の変形例における位置検出ルーチンを示すフローチャートである。第３の実施形態に係る位置推定装置と路側通信装置との通信状態を説明する図である。第３の実施形態に係る位置推定装置の構成を示すブロック図である。第３の実施形態における位置検出ルーチンを示すフローチャートである。第４の実施形態に係る位置推定装置と路側通信装置との通信状態を説明する図である。第４の実施形態に係る位置推定装置の構成を示すブロック図である。第４の実施形態における位置検出ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ，５０，５０Ａ位置推定装置
１１，５３ＧＰＳセンサ
１２受信部
１３周辺監視センサ
１４相対位置算出部
１５，５４車両位置推定部
１６地図記憶部
１７車両横位置推定部
１８，５６車両制御部
１９，５７情報提示部
５１，５８，２０５通信部
５２車速計測部
１００，１００Ａ車両通信装置
２００，２００Ａ路側通信装置

Claims

自車両のＧＰＳ位置情報を検出するＧＰＳ位置情報検出手段と、
前記自車両と同一車線を走行する１つ以上の他車両でそれぞれ検出されたＧＰＳ位置情報を受信する受信手段と、
前記ＧＰＳ位置情報検出手段により検出された前記自車両のＧＰＳ位置情報と、前記受信手段により受信された他車両のＧＰＳ位置情報と、に基づいて、前記自車両の走行方向に対して横方向の絶対位置を推定する推定手段と、
を備えた位置推定装置。
１つ以上の他車両において検出されたＧＰＳ位置情報を受信する受信手段と、
自車両に対する他車両の相対位置を算出する相対位置算出手段と、
自車両のＧＰＳ位置情報を検出する自車両ＧＰＳ位置情報検出手段と、
前記受信手段により受信された他車両のＧＰＳ位置情報と、前記相対位置算出手段により算出された他車両との相対位置と、前記自車両ＧＰＳ位置情報検出手段により検出されたＧＰＳ位置情報と、に基づいて、前記自車両の絶対位置を推定する自車両位置推定手段と、
を備えた位置推定装置。
前記自車両位置推定手段は、各他車両のＧＰＳ位置情報と、前記自車両に対する他車両との各相対位置と、に基づいて、前記自車両位置におけるＧＰＳ位置情報をそれぞれ算出し、算出された各ＧＰＳ位置情報と前記自車両ＧＰＳ位置情報検出手段により検出されたＧＰＳ位置情報とを平均化することにより、前記自車両の絶対位置を推定する
請求項２に記載の位置推定装置。
自車両の移動量を測定する移動量測定手段と、
前記自車両位置推定手段により推定された自車両の絶対位置と、前記移動量測定手段により測定された移動量と、に基づいて、移動後の自車両の絶対位置を推定する移動後自車両位置推定手段を更に備えた
請求項２または請求項３に記載の位置推定装置。
他車両で測定された静止物の位置情報を受信する受信手段を更に備え、
前記移動量測定手段は、前記受信手段により受信された静止物の位置情報の時間変化に基づいて、前記自車両の移動量を測定する
請求項４に記載の位置推定装置。
前記受信手段は、前記自車両に対して所定方向の他車両で測定された静止物の位置情報を受信する
請求項５に記載の位置検出装置。
静止物を検出する静止物検出手段と、
前記受信手段により受信された静止物の位置情報、又は、前記静止物検出手段により検出された静止物の位置情報を、地図情報として記憶する地図情報記憶手段とを更に備え、
前記移動量測定手段は、前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報と、前記受信手段により新たに受信された静止物の位置情報又は前記静止物検出手段により新たに検出された静止物の位置情報と、に基づいて、自車両の移動量を測定する
請求項５に記載の位置推定装置。
前記地図情報記憶手段は、前記自車両に対して所定方向の他車両で測定されて前記受信手段により受信された静止物の位置情報を記憶する
請求項７に記載の位置推定装置。
通信装置から送信された絶対位置情報を受信する受信手段と、
自車両のＧＰＳ位置情報を検出する自車両ＧＰＳ位置情報検出手段と、
車速を計測する車速計測手段と、
前記車速計測手段により計測された車速を用いて、前記自車両ＧＰＳ位置情報検出手段により検出されたＧＰＳ位置情報を、前記受信手段により絶対位置情報が受信された時点の自車両の絶対位置に補正する補正手段と、
前記受信手段により受信された絶対位置情報と、前記補正手段により補正されたＧＰＳ位置情報と、を平均化することにより、自車両の絶対位置を推定する自車両絶対位置推定手段と、
を備えた位置推定装置。
通信装置から送信された当該通信装置に対する自車両の相対位置情報を受信する受信手段と、
自車両のＧＰＳ位置情報を検出する自車両ＧＰＳ位置情報検出手段と、
前記受信手段により受信された相対位置情報に基づいて、前記自車両の移動量を測定する移動量測定手段と、
前記自車両ＧＰＳ位置情報検出手段により検出されたＧＰＳ位置情報と、前記移動量測定手段により測定された移動量と、に基づいて、前記自車両の絶対位置を推定する自車両絶対位置推定手段と、
を備えた位置推定装置。
絶対位置情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された絶対位置情報を送信し、外部から送信された情報を受信する第１の通信手段と、を有する路側通信装置と、
前記第１の通信手段から送信された絶対位置情報を受信する第２の通信手段と、自車両のＧＰＳ位置情報を検出する自車両ＧＰＳ位置情報検出手段と、車速を計測する車速計測手段と、前記車速計測手段により計測された車速を用いて、前記自車両ＧＰＳ位置情報検出手段により検出されたＧＰＳ位置情報を、前記第２の通信手段によりＧＰＳ位置情報が受信された時点の自車両の絶対位置に補正する補正手段と、前記第２の通信手段により受信された絶対位置情報と、前記補正手段により補正されたＧＰＳ位置情報と、を平均化することにより、自車両の絶対位置を推定する自車両絶対位置推定手段と、を有し、前記第２の通信手段は、更に前記自車両絶対位置推定手段により推定された絶対位置を示す絶対位置情報を前記路側通信装置へ送信する車載通信装置と、を備え、
前記路側通信装置の第１の通信手段は、前記車載通信装置の第２の通信手段から送信された絶対位置情報を受信し、前記記憶手段は、前記第１の通信手段により受信された絶対位置情報を記憶する
ことを特徴とする位置推定システム。
絶対位置情報を記憶する記憶手段と、外部に情報を送信し外部から送信された情報を受信する第１の通信手段と、ＧＰＳ位置情報を補正する補正手段と、自車両の絶対位置を推定する自車両絶対位置推定手段と、を有する路側通信装置と、
自車両のＧＰＳ位置情報を検出する自車両ＧＰＳ位置情報検出手段と、車速を計測する車速計測手段と、前記自車両ＧＰＳ位置情報検出手段により検出されたＧＰＳ位置情報と、前記車速計測手段により計測された車速と、を前記路側通信装置に送信し外部からの情報を受信する第２の通信手段と、を有する車載通信装置と、を備え、
前記路側通信装置の第１の通信手段は、前記車載通信装置から送信されたＧＰＳ位置情報と車速を受信し、前記補正手段は、前記第１の通信手段により受信された車速を用いて、前記第１の通信手段により受信されたＧＰＳ位置情報を前記第１の通信手段が当該ＧＰＳ位置情報を受信した時点の自車両の絶対位置に補正し、前記自車両絶対位置推定手段は、前記記憶手段に記憶された絶対位置情報と、前記補正手段により補正されたＧＰＳ位置情報と、を平均化することにより、自車両の絶対位置を推定し、前記記憶手段は、前記車両絶対位置推定手段により推定された自車両の絶対位置を示す絶対位置情報を記憶し、前記第１の通信手段は前記自車両の絶対位置を前記車載通信装置に送信する
ことを特徴とする位置推定システム。
車両を検出する車両検出手段と、車両検出手段により検出された車両との相対位置を算出する相対位置算出手段と、前記相対位置算出手段により算出された相対位置を送信する第１の通信手段と、を有する路側通信装置と、
前記第１の通信手段から送信された自車両との相対位置情報を受信する第２の通信手段と、自車両のＧＰＳ位置情報を検出する自車両ＧＰＳ位置情報検出手段と、前記第２の通信手段により受信された相対位置情報に基づいて、前記自車両の移動量を測定する移動量測定手段と、前記自車両ＧＰＳ位置情報検出手段により検出されたＧＰＳ位置情報と、前記移動量測定手段により測定された移動量と、に基づいて、前記自車両の絶対位置を推定する自車両絶対位置推定手段と、を有する車載通信装置と、
を備えた位置推定システム。
車両を検出する車両検出手段と、車両検出手段により検出された車両との相対位置を算出する相対位置算出手段と、前記相対位置算出手段により算出された相対位置情報に基づいて、前記自車両の移動量を測定する移動量測定手段と、ＧＰＳ位置情報と前記移動量測定手段により測定された移動量とに基づいて前記自車両の絶対位置を推定する自車両絶対位置推定手段と、外部から送信されたＧＰＳ位置情報を受信して前記自車両絶対位置推定手段に供給し、前記自車両絶対位置推定手段により推定された自車両の絶対位置を送信する第１の通信手段と、を有する路側通信装置と、
自車両のＧＰＳ位置情報を検出する自車両ＧＰＳ位置情報検出手段と、前記自車両ＧＰＳ位置情報検出手段により検出された自車両のＧＰＳ位置情報を前記路側通信装置に送信し、前記路側通信装置から送信された自車両の絶対位置を受信する第２の通信手段と、を有する車載通信装置と、
を備えた位置推定システム。