JP2012159347A - 移動体測位装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチパスの影響を低減し、位置精度を向上させることができる移動体測位装置を提供する。
【解決手段】画像処理部３０において、カメラ２０で取得した画像から抽出した建築物５の第１位置及び第２位置における所定の水平の基準線から建築物５の最上部までの画像上の仰角θ₁、θ₂を算出する。そして、測位演算制御部５０において、第１位置と第２位置間の距離及び第１位置及び第２位置における建築物５の画像上の仰角θ₁、θ₂から建築物５の実際の高さＨを算出する。算出した建築物５の実際の高さＨと第２位置において、ＧＮＳＳ受信機１０で取得したＧＮＳＳ衛星の位置情報とに基づき、建築物５が、ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になるか否かを判定し、障害になると判定した場合には、当該ＧＮＳＳ衛星から受信している電波をマルチパスと判定して、受信した電波の情報を用いないで測位演算を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信して移動体の位置を測位する移動体測位装置に関する。

従来、移動体測位装置における位置検出には、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite Systemの略、「全地球測位衛星航法システム」のこと）が利用されている。ＧＮＳＳには、米国で開発されたＧＰＳや、ロシアで開発されたＧＬＯＮＡＳＳ、欧州のＧａｌｉｌｅｏ等の各種衛星航法システムがある。

一般に、ＧＮＳＳでは、衛星からの信号送信時刻と、その信号の受信時刻との差を検出し、それに光速を乗じることによって、当該衛星と受信機との間の擬似距離を求める。そして、複数の衛星の位置情報と、それぞれの衛星と受信機との間の擬似距離をもとに、測位演算処理により受信機の位置を求める。

ところが、疑似距離には種々の要因による誤差が生じる。この擬似距離の誤差は主に、ＧＮＳＳ衛星の時計、衛星の軌道情報、電離層、対流圏、マルチパスなどに起因して発生する。

このうち、衛星の時計誤差、衛星の軌道誤差については、２つの観測点で衛星との距離の差を観測する相対測位を行うことによってキャンセルされ、また、電離層・対流圏遅延誤差は同一衛星からのＬ１帯、Ｌ２帯などの2周波信号を同時に観測することによって補正することができる。

一方、マルチパスは、ＧＮＳＳ衛星信号が何らかの遮蔽物で反射したことにより、本来直接波信号であった場合よりも擬似距離がずれてしまう誤差であり、これが大きいときには数メートル〜数十メートルの誤差原因となる場合があるため問題であった。

マルチパスの影響を低減するためには、観測する衛星の中から、マルチパスの存在する衛星を判定し、これを除外又は補正することにより、マルチパスの影響を除去した測位結果を得る測位方法及び測位装置が知られている。

例えば、建築物等の構造物の位置と高さ情報を予め記憶する記憶手段を持って、移動体と衛星の間に構造物が入って、衛星からの直接波を遮蔽しているかを計算することにより、マルチパス判定を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、別の技術として、撮像装置によって取得した移動体周辺の撮像データを処理し、移動体周辺の構造物の方位角と遮蔽仰角を求め、衛星と移動体との間を構造物が遮蔽しているかを計算し、その結果でマルチパス判定を行う方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開Ｐ２００５−１９５４９３Ａ号公報 特許Ｐ４３９１４５８号公報

ところが、特許文献１に記載された、記憶手段に記憶させた構造物の位置と高さを用いてマルチパス判定を行う方法では、実際の構造物が、解体や新規建設などにより変化し、記憶されている情報と違ってくる。したがって、発生する誤判定による位置精度の劣化が発生したり、橋、街路樹、高架等の特殊な構造物のように、単純な位置と高さだけではデータ化できないものによるマルチパス判定ができないことによって生じる誤判定による位置精度の劣化が発生したりするという問題があった。

また、特許文献２に記載された、移動体周囲の撮像データを用いてマルチパス判定を行う方法では、一定の視野角の撮像装置で周辺の構造物の方位角と遮蔽仰角を求める場合に、マルチパス判定ができない死角が発生するため、マルチパス影響低減効果が減少するという問題がある。逆に、死角を減らすために、一定の視野角の撮像装置を複数設けたり、専用の天空撮像装置を設けたりする場合には、撮像装置の搭載位置自由度に制限があるという問題があった
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、マルチパスの影響を低減し、位置精度を向上させることができる移動体測位装置を提供することを目的とする。

この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための形態」欄において用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。

上記「発明が解決しようとする課題」において述べた問題を解決するためになされた発明は、ＧＮＳＳ受信機（１０）、画像取得手段（２０）、抽出手段（３０）、位置推定手段（４０）、位置差分算出手段（５０）、仰角算出手段（３０）、高さ算出手段（５０）及び測位演算手段（５０）を備えた移動体測位装置（１）である。

ＧＮＳＳ受信機（１０）は、移動体に搭載され、ＧＮＳＳ衛星の位置情報及びＧＮＳＳ衛星からの測位情報を取得し、画像取得手段（２０）は、移動体の進行方向前方の画像を取得する。

抽出手段（３０）は、画像取得手段（２０）で取得した画像から建築物（５）を抽出し、位置推定手段（４０）は、移動体に搭載され、移動体の現在位置を推定する。
位置差分算出手段（５０）は、位置推定手段（４０）で推定された移動体の第１位置及び第１位置の推定を行ってから所定時間経過後に位置推定手段（４０）で推定された移動体の第２位置の位置の差を算出する。

仰角算出手段（３０）は、第１位置において画像取得手段（２０）で取得した画像から抽出手段（３０）で抽出した建築物（５）の、所定の水平の基準線から建築物（５）の最上部までの画像上の仰角及び第２位置において画像取得手段（２０）で取得した画像から抽出手段（３０）で抽出した、第１位置において抽出した建築物（５）と同一の建築物（５）の、所定の水平の基準線から建築物（５）の最上部までの画像上の仰角を算出する。

高さ算出手段（５０）は、位置差分算出手段（５０）で算出した第１位置と第２位置の位置の差及び仰角算出手段（３０）で算出した、第１位置及び第２位置における建築物（５）の画像上の仰角から建築物（５）の実際の高さを算出する。

測位演算手段（５０）は、第２位置において、ＧＮＳＳ受信機（１０）で取得したＧＮＳＳ衛星の位置情報と高さ算出手段（５０）で算出した建築物（５）の実際の高さとに基づき、建築物（５）が、ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になるか否かを判定し、障害になると判定した場合には、受信した電波の情報を用いないで測位演算を行う。

このような、移動体測位装置（１）では、マルチパスの原因となる遮蔽物としての建築物（５）の存在及びその位置と高さをリアルタイムに計算し、受信している全ＧＮＳＳ衛星の中で、建築物（５）の陰になっているものを判定し、その衛星からの情報を除外することで、測位誤差を低減し、位置精度を向上させることができる。以下説明する。

位置推定手段（４０）で移動体の第１位置を推定し、第１位置の推定を行ってから所定の時間を経過後に推定した第２位置との位置の差を算出すると、第１位置と第２位置間の距離を得ることができる。

また、第１位置で取得した画像と第２位置で取得した画像からそれぞれ同じ建築物（５）を抽出すると、第１位置と第２位置における、所定の水平の基準線から建築物（５）の最上部までの画像上の仰角を得ることができる。

ここで、「画像上の仰角」とは、画像上の、所定の水平の基準線に対する仰角を意味しており、水平の基準線としては、例えば、画像上の水平線や画像の下縁線などである。
このように、第１位置と第２位置間の距離と第１位置及び第２位置における仰角が得られれば、それらに基づき、図３、図４及び下記式３及び式４により、建築物（５）の実際の高さを算出することができる。

ｔａｎθ₁＝Ｈ／（Ｄ＋Ｘ） ・・・ 式３
ｔａｎθ₂＝Ｈ／ｘ ・・・・・・・ 式４
ただし、θ₁：第１位置における建築物（５）の画像上の仰角
θ₂：第２位置における建築物（５）の画像上の仰角
Ｈ：建築物（５）の実際の高さ
Ｄ：第１位置と第２位置間の距離
ｘ：第２位置と建築物（５）間の距離
そして、建築物（５）の実際の高さが算出できれば、第２位置において、ＧＮＳＳ受信機（１０）で取得したＧＮＳＳ衛星の位置情報と建築物（５）の実際の高さとに基づき、建築物（５）が、ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になるか否かを判定することができる。

したがって、障害になると判定した場合には、当該ＧＮＳＳ衛星から受信している電波をマルチパスと判定して、受信した電波の情報を測位演算に用いないようにすることにより、その衛星からの情報を除外することで、測位誤差を低減し、位置精度を向上させることができるのである。

また、画像取得手段（２０）として、従来技術のように移動体の周辺全体の画像を取得するものを用いる必要はなく、移動体の進行方向前方の画像のみを取得するものを用いればよいので、移動体測位装置（１）を小型・軽量、かつ、安価に製作することができる。

ところで、請求項１に記載の移動体測位装置（１）によれば、第２位置におけるＧＮＳＳからの電波情報を測位演算に用いた場合の建築物（５）の位置と実際の高さとが分かる。

そこで、請求項２に記載のように、種々のデータを記憶するための記憶手段（６０）と、測位演算手段（５０）でＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になると判定された建築物（５）の位置を算出し、算出した建築物（５）の位置を第２位置及び建築物（５）の高さとともに記憶手段（６０）に順次記憶させる記憶制御手段（５０）と、を備えるようにする。

そして、測位演算手段（５０）では、位置推定手段（４０）で推定した移動体の現在位置が、記憶手段（６０）に記憶されたいずれかの建築物（５）と、当該建築物（５）に対する第２位置と、の間にあるか否かを判定し、
移動体の現在位置が、いずれかの建築物（５）と、当該建築物（５）に対する第２位置と、の間にあると判定した場合に、
移動体の現在位置、いずれかの建築物（５）のうち、移動体が、当該建築物（５）と、当該建築物（５）に対する第２位置と、の間にあると特定した建築物（５）の高さ、及び、ＧＮＳＳ受信機（１０）で取得したＧＮＳＳ衛星の位置情報に基づき、建築物（５）が、ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になるか否かを判定し、障害になると判定した場合には、受信した電波の情報を用いないで測位演算を行い。

移動体の現在位置が、いずれかの建築物（５）と、当該建築物（５）に対する第２位置と、の間にないと判定した場合には、その位置を第１位置とし、所定時間経過後に位置推定手段（４０）で推定された移動体の位置を第２位置として、
第２位置において、ＧＮＳＳ受信機（１０）で取得したＧＮＳＳ衛星の位置情報と高さ算出手段（５０）で算出した建築物（５）の実際の高さとに基づき、建築物（５）が、ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になるか否かを判定し、障害になると判定した場合には、受信した電波の情報を用いないで測位演算を行うようにするとよい。

このようにすると、第２位置において、測位演算手段（５０）でＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になると判定された建築物（５）の位置及びその高さが記憶手段（６０）に順次記憶されていく。

したがって、移動体の現在位置が、記憶手段（６０）に記憶された建築物（５）の位置、高さ、及びＧＮＳＳ衛星の位置情報に基づき、ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になるか否かを判定することができる。

よって、その建築物（５）がＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になるか否かの判定を、第１位置と第２位置とにおいて行う必要がなくなるので、容易かつ速やかに実行することができるようになる。

移動体測位装置の概略の構成を示すブロック図である。 測位演算制御処理の流れを示すフローチャートである。 建築物の実際の高さの算出方法についての説明図である。 建築物がＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になるか否かの判定方法についての説明図である。 第２実施形態における建築物の実際の高さの算出方法についての説明図である。

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。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
［第１実施形態］
図１は、本発明が適用された移動体測位装置１の概略の構成を示すブロック図である。移動体測位装置１は、ＧＮＳＳ受信機１０、カメラ２０、画像処理部３０、位置推定部４０、測位演算制御部５０及び記憶装置６０を備えている。

ＧＮＳＳ受信機１０は、車両に搭載され、ＧＮＳＳ衛星の位置情報を取得する受信機である。ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）としては、米国で開発されたＧＰＳや、ロシアで開発されたＧＬＯＮＡＳＳ、欧州のＧａｌｉｌｅｏ等の各種衛星航法システムなどがあるが、わが国では、４つの衛星からの測位情報を受信して車両の位置を測位するＧＰＳが用いられている。

カメラ２０は、車両に、車両の進行方向前方の画像を取得するように取り付けられているＣＣＤカメラや赤外線カメラである。
画像処理部３０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏを備えており、以下の（ア）〜（ウ）の画像処理を実行し、処理結果を測位演算制御部５０へ出力する。

（ア）カメラ２０で取得した画像から建築物５を抽出する（抽出処理）。この抽出処理は、カメラ２０から取得した画像を二値化し、二値化画像から建築物５を抽出するなど、公知の画像処理によって行う。

（イ）第１位置においてカメラ２０で取得した画像から（ア）の抽出処理で抽出した建築物５の、所定の水平の基準線から建築物５の最上部までの画像上の仰角（θ₁）を算出する（第１仰角算出処理）。

（ウ）第２位置においてカメラ２０で取得した画像から（ア）と同じ抽出処理で抽出した、第１位置において抽出した建築物５と同一の建築物５の、所定の水平の基準線から建築物５の最上部までの画像上の仰角（θ₂）を算出する（第２仰角算出処理）。

第１位置と第２位置とにおける建築物５が同じ建築物であるか否かは、公知のパターンマッチング等により判定する。
位置推定部４０は、車両に搭載され、車両の現在位置を推定するものであり、図１に示すように、車速センサ４２、ジャイロセンサ４４、角加速度センサ４６及び推定位置算出部４８を備えている。

車速センサ４２は、車両の走行速度を検出するセンサであり、車軸に取り付けたパルス発生器から出力される単位時間当たりのパルス数から車軸の回転速度を検出し、検出した回転速度から車両の速度を算出したり、車軸の回転速度に比例する電圧を発生させるジェネレータの出力電圧から速度を算出したりする。

ジャイロセンサ４４は、車両の角速度を検出するセンサであり、機械式ジャイロセンサ或いはリングレーザジャイロなどの光学ジャイロセンサである。
角加速度センサ４６は、車両の角加速度を検出するセンサであり、機械式角加速度計、ＦＢＧ光ファイバ方式などの光学式角加速度センサ、ＭＥＭＳ技術を用いた半導体方式角加速度センサ、静電容量型角加速度センサ、ピエゾ抵抗型角加速度センサ或いはガス温度分布型角加速度センサなどが用いられる。

推定位置算出部４８では、ジャイロセンサ４４からの角速度と角加速度センサ４６からの角加速度とに基づき、以下に示す式１により、方位角ψを算出する。

ここで、
ａ：ジャイロ感度
ｔ：経過時間
cosθ：角加速度センサによる補正
ｂ：ジャイロのオフセット電圧
そして、車速センサ２０から取得された車速をｖ、方位センサ３０から取得した車両の方位をψとすると、推測される車両の現在位置の二次元平面上の（ｘ、ｙ）座標は、下記式２により算出される。

記憶装置６０は、種々のデータを記憶するための記憶装置であり、ＨＤＤ装置などの大容量記憶装置やＵＳＢなどの半導体メモリなどである。

測位演算制御部５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏを備えており、ＲＡＭに内蔵されたプログラムにより以下の（エ）〜（コ）に示す測位演算制御処理を実行する。

（エ）位置推定部４０で推定した車両の現在位置を取得し。その位置が、記憶装置６０に記憶された、建築物５によって受信の障害になる位置にあるか否かを判定する。
（オ）受信の障害になる位置にあると判定した場合、その位置において受信している電波をマルチパスと判定して、受信した電波の情報を用いないで測位演算を行う。

（カ）受信の障害になる位置にないと判定した場合、その位置を第１位置とし、所定時間経過後に位置推定部４０で推定された車両の位置を第２位置として、第１位置と第２位置の位置の差を算出する（位置差分算出処理）。

（キ）（カ）の位置差分算出処理において算出した第１位置と第２位置の位置の差及び画像処理部３０で算出した、第１位置及び第２位置における建築物５の画像上の仰角（θ₁，θ₂）から建築物５の実際の高さを算出する（実高さ算出処理）。

（ク）第２位置において、ＧＮＳＳ受信機１０で取得したＧＮＳＳ衛星の位置情報と（キ）の実高さ算出処理で算出した建築物５の実際の高さとに基づき、建築物５が、ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になるか否かを判定し、障害になると判定した場合には、当該ＧＮＳＳ衛星から受信している電波をマルチパスと判定して、受信した電波の情報を用いないで測位演算を行う（測位演算処理）。

（ケ）（キ）において、建築物５が、障害にならないと判定した場合には、当該ＧＮＳＳ衛星から受信している電波を直接波と判定して、受信した電波の情報を用いて測位演算を行う（測位演算処理）。

（コ）（ク）の測位演算処理でＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になると判定された建築物５の位置を算出し、算出した建築物５の位置を第２位置及び建築物５の高さとともに記憶装置６０に順次記憶させる（記憶制御処理）。

（測位演算制御処理）
次に、測位演算制御部５０で実行される測位演算制御処理について図２に基づいて説明する。図２は、測位演算制御処理の流れを示すフローチャートである。

測位演算制御処理は、移動体測位装置１の電源オンとともに、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを読み出して、その処理が開始される。
処理が開始されるとまずＳ１００において、ＣＰＵが、車両の位置推定部４０で推定された車両の現在位置を取得する。

続くＳ１０５では、ＣＰＵが、Ｓ１００において取得した車両の現在位置が、記憶装置６０に記憶された、建築物５によって受信の障害になる位置にあるか否かを判定する。
つまり、車両の現在位置が記憶装置６０に記憶されたいずれかの建築物５と、当該建築物５に対する第２位置と、の間にあるか否かを判定する。

そして、車両の現在位置が、いずれかの建築物５と、当該建築物５に対する第２位置と、の間にあると判定した場合に、移動体の現在位置、いずれかの建築物５のうち、移動体が、当該建築物５と、当該建築物５に対する第２位置と、の間にあると特定した建築物５の高さ、及び、ＧＮＳＳ受信機１０で取得したＧＮＳＳ衛星の位置情報に基づき、建築物５が、ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になるか否かを判定するのである。

そして、受信の障害になる位置であると判定した場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、処理をＳ１３０に移行させ、受信の障害になる位置でないと判定した場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）には、処理がＳ１１０へ移行させる。

Ｓ１１０では、ＣＰＵが、所定時間経過後の車両の推定位置を位置推定部４０から取得する。
続くＳ１１５では、ＣＰＵが、Ｓ１００において取得した車両の位置を第１位置とし、Ｓ１１０において取得した車両の位置を第２位置として、第１位置と第２位置との差を算出する。

続くＳ１２０では、ＣＰＵが、画像処理部３０から第１位置及び第２位置における建築物５の画像上の仰角を取得する。
続くＳ１２５では、ＣＰＵが、Ｓ１１５において取得した第１位置と第２位置の位置の差と、Ｓ１２０において取得した第１位置及び第２位置における画像上の建築物５の仰角から建築物５の実際の高さを算出する。

ここで、実際の高さの算出方法について図３に基づき説明する。図３（ａ）及び図３（ｃ）に、第１位置における画像上の基準線（この場合水平線）からの建築物５の最上部までの仰角を示す。この第１位置（図３（ｃ）中にＰ１で示す）における建築物５の最上部までの画像上の仰角をθ₁とする。

同様に、図３（ｄ）及び図３（ｆ）に、第２位置における画像上の水平線からの建築物５の最上部までの仰角を示す。この第２位置（図３（ｆ）中にＰ２で示す）における建築物５の最上部までの画像上の仰角をθ₂とする。

また、第１位置（Ｐ１）ら第２位置（Ｐ２）の位置の差をＤ（図３（ｆ）中に示す）とし、第２位置と建築物５間の距離をＸ（図３（ｆ）中に示す）とする。また、建築物５の実際の高さをＨ（図３（ｆ）中に示す）とする。

すると、各変数θ₁、θ₂、Ｄ、Ｘ及びＨには、下記式３及び式４の関係が成り立つ。
ｔａｎθ₁＝Ｈ／（Ｄ＋Ｘ） ・・・式３
ｔａｎθ₂＝Ｈ／Ｘ ・・・式４
したがって、式３及び式４をＨ及びＸについて解くと、下記式５及び式６が得られる。

Ｈ＝Ｄ・ｔａｎθ₁・ｔａｎθ₂／（ｔａｎθ₂−ｔａｎθ₁） ・・・式５
Ｘ＝Ｄ・ｔａｎθ₁／（ｔａｎθ₂−ｔａｎθ₁） ・・・式６
この式５により、建築物５の実際の高さＨを、また、式６により第２位置（Ｐ２）と建築物５間の距離Ｘを算出することができる。

続くＳ１３０では、ＣＰＵが、ＧＮＳＳ受信機からＧＮＳＳ衛星の現在の位置を取得する。
続くＳ１３５では、Ｓ１２５において算出した建築物５の実際の高さＨ及び第２位置（Ｐ２）と建築物５間の距離ＸとＳ１３０において取得したＧＮＳＳ衛星の現在の位置とから、ＣＰＵが、第２位置（Ｐ２）において、建築物５がＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になるか否かを判定する。

ここで、建築物５がＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になるか否かの判定方法について図４に基づき説明する。
図４に示すように、第２位置（Ｐ２）と建築物５間の距離ＸとＧＮＳＳ衛星の位置（図４中Ｓ１，Ｓ２で示す）とからＧＮＳＳ衛星の仰角θ₃を算出する。

図４中Ｓ２で示すように算出した仰角θ₃が、θ₂よりも小さければ、Ｐ２が、建築物５が電波を受信する際の障害になる位置であると判定し、図４中Ｓ１で示すように、仰角θ₃がθ₂よりも大きければ、Ｐ２が、建築物５が電波を受信する際の障害にならない位置であると判定する。

そして、ＣＰＵが、Ｐ２が受信の障害になる位置であると判定した場合（Ｓ１３５：Ｙｅｓ）、処理をＳ１４０へ移行させ、受信の障害にならない位置であると判定した場合（Ｓ１３５：Ｎｏ）には、処理をＳ１５０へ移行させる。

Ｓ１４０では、ＧＮＳＳ衛星からの受信電波は、ＧＮＳＳ衛星からの直接波であるため、ＣＰＵは、その直接波を用いて測位演算を行い、車両の現在位置を算出する。なお、この測位演算の内容については、公知の方法であるので、説明は省略する。

Ｓ１４５では、ＣＰＵは、電波の受信の障害になる位置と判定された建築物５の位置、高さ及び第２位置を記憶装置６０に順次記憶させる。
続くＳ１５０では、ＧＮＳＳ衛星からの受信電波は、ＧＮＳＳ衛星からの直接波ではなくマルチパスであるため、ＣＰＵは、そのマルチパスを用いないで測位演算を行い、車両の現在位置を算出する。なお、この測位演算の内容については、公知の方法であるので、説明は省略する。

（移動体測位装置１の特徴）
以上に説明した移動体測位装置１では、第２位置において、ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になると判定された建築物５の位置及びその高さが記憶装置６０に順次記憶されていく。

そして、車両の現在位置が、記憶装置６０に記憶された建築物５とその建築物５に対する第２位置との間にある場合には、記憶装置６０に記憶された建築物５の位置、高さ、及びＧＮＳＳ衛星の位置情報に基づき、ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になるか否かを判定することができる。

つまり、その建築物５がＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になるか否かの判定を、第１位置と第２位置とにおいて行う必要がなくなるので、容易かつ速やかに実行することができるようになる。

また、その位置が、記憶装置６０に記憶されている建築物５とそれに対する第２位置との間にないと判定された場合には、画像処理部３０において算出された第１位置（Ｐ１）及び第２位置（Ｐ２）における建築物５の画像上の仰角及び第１位置（Ｐ１）と第２位置（Ｐ２）間の距離（Ｄ）によって、建築物５の実際の高さＨを求める。

そして、建築物５の実際の高さとＧＮＳＳ衛星の位置情報から車両の現在位置がＧＮＳＳ衛星からの電波が建築物５によって遮蔽される位置、つまりＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害となる位置であるか否かを判定する。

そして、障害になると判定した場合には、当該ＧＮＳＳ衛星から受信している電波をマルチパスと判定して、受信した電波の情報を測位演算に用いないようにすることにより、その衛星からの情報を除外することで、測位誤差を低減し、位置精度を向上させることができるのである。

また、カメラ２０として、従来技術のように車両の周辺全体の画像を取得するものを用いる必要はなく、車両の進行方向前方の画像のみを取得するものを用いればよいので、移動体測位装置１を小型・軽量、かつ、安価に製作することができる。
［第２実施形態］
次に、図５に基づき、第２実施形態について説明する。 図５は、第２実施形態における建築物の実際の高さの算出方法についての説明図である。

第２実施形態では、第１位置及び第２位置における建築物５の画像上の仰角の代わりに画像上の高さを用いて建築物５の実際の高さを算出するようにした。
なお、第２実施形態における移動体測位装置１の構成は、第１実施形態における移動体測位装置１と同じであり、処理が異なるだけであるため、構成の説明は省略し、異なる処理について説明する。

（画像処理）
第２実施形態における画像処理部３０では、ＣＰＵが、以下の（サ）〜（ソ）の画像処理を実行し、処理結果を測位演算制御部５０へ出力する。

（サ）カメラ２０で取得した画像から建築物５を抽出する（抽出処理）。処置内容は、第１実施形態における抽出処理と同じである。
（シ）第１位置においてカメラ２０で取得した画像から（サ）の抽出処理で抽出した建築物５の、所定の水平の基準線から建築物５の最上部までの画像上の高さｈ₁を算出する（第１高さ算出処理）。

（ス）第２位置においてカメラ２０で取得した画像から（サ）の抽出処理で抽出した、第１位置において抽出した建築物５と同一の建築物５の、所定の水平の基準線から建築物５の最上部までの画像上の高さｈ₂を算出する（第２高さ算出処理）。

（セ）画像上の第１位置と第２位置間の距離ｄを算出する（走行距離算出処理）。
（ソ）画像上の第２位置と建築物５間の距離ｘを算出する（予定走行距離算出処理）。
（測位演算制御処理）
第２実施形態における測位演算制御部５０では、第１実施形態における測位演算制御処理の（キ）において、画像上における仰角（θ₁，θ₂）の代わりに、画像上の高さ（ｈ₁，ｈ₂）を用いている。

つまり、（キ）において、（カ）の位置差分算出処理において算出した第１位置と第２位置の位置の差及び画像処理部３０で算出した、第１位置及び第２位置における建築物５の画像上の高さ（ｈ₁，ｈ₂）から建築物５の実際の高さを算出するのである。

具体的には、図５に示すように、第１位置における建築物５の画像上における基準線からの高さをｈ₁、第２位置における建築物５の画像上における基準線からの高さをｈ₂、第１位置と第２位置間の画像上の距離をｄ、第２位置と建築物５間の距離をｘとすると、以下の式７及び式８を得ることができる。

Ｈ／（Ｄ＋Ｘ）＝ｈ₁／（ｄ＋ｘ） ・・・式７
Ｈ／Ｘ＝ｈ₂／ｘ ・・・式８
これを、Ｈ及びＸについて解くと、式９及び式１０を得ることができる。

Ｈ＝ｈ₁・ｈ₂・Ｄ／（ｈ₂・ｄ＋（ｈ₂−ｈ₁）・ｘ） ・・・式９
Ｘ＝ｘ・ｈ₁・Ｄ／（ｈ₂・ｄ＋（ｈ₂−ｈ₁）・ｘ） ・・・式１０
このように、画像上の建築物５の高さによっても、建築物５の実際の高さ及び第２位置からの距離Ｘを求めることができる。

なお、他の処理は、第１実施形態における測位演算制御処理と同じである。
以上の処理内容を、図２に示すフローチャートにおいて説明すると、Ｓ１２０において、ＣＰＵが、画像処理部３０から第１位置及び第２位置における建築物５の画像上の仰角を取得する代わりに、画像処理部３０から第１位置及び第２位置における建築物５の画像上の高さｈ₁，ｈ₂、画像上の第１位置と第２位置間の距離ｄ及び画像上の第２位置と建築物５間の距離ｘを取得する。

Ｓ１２５において、ＣＰＵが、Ｓ１１５において取得した第１位置と第２位置の位置の差と、Ｓ１２０において取得した第１位置及び第２位置における建築物５の画像上の高さｈ₁，ｈ₂、画像上の第１位置と第２位置間の距離ｄ及び画像上の第２位置と建築物５間の距離ｘから建築物５の実際の高さを算出する。

このように、建築物５の画像上の高さを用いても第１実施形態の移動体測位装置１と同様に、マルチパスの原因となる遮蔽物としての建築物５の存在及びその位置と高さをリアルタイムに計算し、受信している全ＧＮＳＳ衛星の中で、建築物５の陰になっているものを判定し、その衛星からの情報を除外することで、測位誤差を低減し、位置精度を向上させることができる。

［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。

例えば、上記実施形態では、画像上の建築物５の仰角や高さの基準線として、水平線を用いたが、他の基準線、例えば、画像の下縁線などを基準線としてもよい。

１…移動体測位装置、５…建築物、１０…ＧＮＳＳ受信機、２０…カメラ、３０…画像処理部、４０…位置推定部、４２…車速センサ、４４…ジャイロセンサ、４６…角加速度センサ、４８…推定位置算出部、５０…測位演算制御部、６０…記憶装置。

Claims (2)

1. 移動体に搭載され、ＧＮＳＳ衛星の位置情報及びＧＮＳＳ衛星からの測位情報を取得するＧＮＳＳ受信機と、
   前記移動体の進行方向前方の画像を取得する画像取得手段と、
   前記画像取得手段で取得した画像から建築物を抽出する抽出手段と、
   前記移動体に搭載され、前記移動体の現在位置を推定する位置推定手段と、
   前記位置推定手段で推定された前記移動体の第１位置及び該第１位置の推定を行ってから所定時間経過後に前記位置推定手段で推定された前記移動体の第２位置の位置の差を算出する位置差分算出手段と、
   前記第１位置において前記画像取得手段で取得した画像から前記抽出手段で抽出した建築物の、所定の水平の基準線から前記建築物の最上部までの画像上の仰角及び前記第２位置において前記画像取得手段で取得した画像から前記抽出手段で抽出した、前記第１位置において抽出した建築物と同一の建築物の、前記所定の水平の基準線から前記建築物の最上部までの画像上の仰角を算出する仰角算出手段と、
   前記位置差分算出手段で算出した前記第１位置と前記第２位置の位置の差及び前記仰角算出手段で算出した、前記第１位置及び前記第２位置における前記建築物の画像上の仰角から前記建築物の実際の高さを算出する高さ算出手段と、
   前記第２位置において、前記ＧＮＳＳ受信機で取得した前記ＧＮＳＳ衛星の位置情報と前記高さ算出手段で算出した前記建築物の実際の高さとに基づき、前記建築物が、前記ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になるか否かを判定し、障害になると判定した場合には、受信した電波の情報を用いないで測位演算を行う測位演算手段と、
   を備えたことを特徴とする移動体測位装置。
2. 請求項１に記載の移動体測位装置において、
   種々のデータを記憶するための記憶手段と、
   前記測位演算手段で前記ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になると判定された前記建築物の位置を算出し、算出した前記建築物の位置を前記第２位置及び前記建築物の高さとともに前記記憶手段に順次記憶させる記憶制御手段と、
   を備え、
   前記測位演算手段は、
   前記位置推定手段で推定した前記移動体の現在位置が前記記憶手段に記憶された前記いずれかの建築物と、当該建築物に対する前記第２位置と、の間にあるか否かを判定し、
   前記移動体の現在位置が、前記いずれかの建築物と、当該建築物に対する前記第２位置と、の間にあると判定した場合に、
   前記移動体の現在位置、前記いずれかの建築物のうち、前記移動体が、当該建築物と、当該建築物に対する前記第２位置と、の間にあると特定した建築物の高さ、及び、前記ＧＮＳＳ受信機で取得した前記ＧＮＳＳ衛星の位置情報に基づき、前記建築物が、前記ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になるか否かを判定し、障害になると判定した場合には、受信した電波の情報を用いないで測位演算を行い、
   前記移動体の現在位置が、前記いずれかの建築物と、当該建築物に対する前記第２位置と、の間にないと判定した場合には、その位置を第１位置とし、所定時間経過後に前記位置推定手段で推定された前記移動体の位置を第２位置として、
   前記第２位置において、前記ＧＮＳＳ受信機で取得した前記ＧＮＳＳ衛星の位置情報と前記高さ算出手段で算出した前記建築物の実際の高さとに基づき、前記建築物が、前記ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する際に障害になるか否かを判定し、障害になると判定した場合には、受信した電波の情報を用いないで測位演算を行うことを特徴とする移動体測位装置。