JP2014173891A - 通信システム、車載装置及び配信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衛星測位システムで用いられる補強信号を取得しやすくするための技術を提供する。
【解決手段】配信サーバ１と車載器２とが通信可能に構成されている。配信サーバ１は、準天頂衛星システムで用いられる補強信号を取得し、取得した補強信号を車載器２へ配信する。一方、車載器２は、準天頂衛星４及びＧＰＳ衛星５から測位信号を受信し、配信サーバ１から補強信号を受信し、測位信号と補強信号とを用いて測位を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、衛星測位システムを利用して測位を行うための技術に関する。

ＧＰＳ等の全地球測位システム（ＧＮＳＳ）による測位方式では、測位衛星の位置情報の不正確さや大気による伝搬遅延（電離層・対流圏）などの様々な外乱を要因として、測位精度が劣化する。

一方、例えば日本で開発されている衛星測位システムである準天頂衛星システム（ＱＺＳＳ）では、人工衛星から、ＧＰＳと互換性のある測位信号（ＧＰＳ補完信号）に加え、測位信号に基づく測位結果の補正に用いることのできる補強信号が放送される。また、補強信号が放送される衛星システムとしては、他にも、ＥＵのガリレオや中国の北斗等が知られている。このような衛星測位システムによれば、人工衛星から補強信号を受信することで、測位結果を補正して測位精度を向上させることが可能となる（特許文献１参照）。

特開２０１２−７３０８２号公報

しかしながら、例えば天頂方向に障害物が存在するような環境など、人工衛星から補強信号を受信することができない状況では、測位精度を向上させることができない。
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、衛星測位システムで用いられる補強信号を取得しやすくするための技術を提供することを目的としている。

本発明の通信システムは、配信装置（１）と車載装置（２）とが通信可能に構成されたものである。
配信装置は、補強信号取得手段（Ｓ１０１）と、配信手段（Ｓ４０１〜Ｓ４０９）と、を備える。補強信号取得手段は、衛星測位システムで用いられる補強信号を取得し、配信手段は、補強信号を車載装置へ配信する。

一方、車載装置は、測位信号受信手段（Ｓ７０１）と、補強信号受信手段（Ｓ６０１）と、測位手段（Ｓ７０２〜Ｓ７０６）と、を備える。測位信号受信手段は、人工衛星（４，５）から測位信号を受信し、補強信号受信手段は、配信装置から補強信号を受信する。そして、測位手段は、測位信号と補強信号とを用いて測位を行う。

このような通信システムによれば、車載装置は、衛星測位システム用の人工衛星から補強信号が受信できない場合にも、配信装置から補強信号を受信することができるため、衛星測位システムで用いられる補強信号を取得しやすくすることができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

また、本発明は、前述した通信システムの他、当該通信システムを構成する車載装置又は配信装置、当該車載装置又は配信装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、当該プログラムが記録された記録媒体、通信方法など、種々の形態で実現することができる。

第１実施形態の通信システムの構成を示す図である。 配信サーバの他の例を示す図である。 配信サーバの構成を示すブロック図である。 車載器の構成を示すブロック図である。 通信システムで実行される処理の概要を示すデータフロー図である。 補強信号受信処理のフローチャートである。 リクエスト処理のフローチャートである。 リクエスト送信処理のフローチャートである。 補強信号配信処理のフローチャートである。 第１実施形態のＳ４０９の処理の詳細を示すフローチャートである。 補強信号受信処理のフローチャートである。 測位処理のフローチャートである。 第２実施形態の通信システムの構成を示す図である。 第２実施形態のＳ４０９の処理の詳細を示すフローチャートである。 第３実施形態の通信システムの構成を示す図である。

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。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す通信システムは、配信サーバ１と、車両２Ａに搭載された車載器２と、を備える。配信サーバ１は、例えばＷＥＢ（ＨＴＴＰ）サーバとして実装され、配信サーバ１と車載器２とは、インターネット網３Ａ及びデータ通信基地局３Ｂを介して、無線通信可能に構成されている。データ通信基地局３Ｂとは、例えばモバイルデータ通信基地局（３Ｇ、ＬＴＥ等）や路車間通信基地局であり、本実施形態ではモバイルデータ通信基地局が利用される。なお、図２に示すように、配信サーバ１として、準天頂衛星４から補強信号を受信する配信サーバ１（１Ａ）とは別に、他の同種のサーバから補強信号を受信する配信サーバ１（１Ｂ）が設けられていてもよい。また、インターネット網３Ａに代えて、他のデジタルネットワーク（イーサネット（登録商標）ＬＡＮや広域ＩＰネットワーク）を利用してもよい。

図３に示すように、配信サーバ１は、補強信号受信部１１及び補強信号配信部１２に大別される。
補強信号受信部１１は、準天頂衛星システム用の人工衛星（準天頂衛星）４から放送される最新の補強信号を受信して記憶する機能を実現するための構成部である。すなわち、準天頂衛星４は、ＧＰＳと互換性のある測位信号（ＧＰＳ補完信号）と、測位信号に基づく測位結果の補正に用いることのできる補強信号と、を放送する。補強信号は、所定エリアごとの情報（所定エリア内で共通の情報）を表すものであり、測位信号と比較してライフタイムが長い（例えば数十秒）。つまり、補強信号は、準天頂衛星４から直接受信できない場合にも、何らかの経路で取得することができれば利用することができる。このような補強信号の特性を利用して、本実施形態の通信システムでは、以下に説明するように、準天頂衛星４から放送された補強信号が配信サーバ１を介して車載器２へ配信される。なお、補強信号には、Ｌ１−ＳＡＩＦ及びＬＥＸの２種類が存在する。

補強信号受信部１１は、補強信号受信アンテナ１１１と、補強信号受信器１１２と、補強信号更新部１１３と、補強信号データベース１１４と、を備える。
補強信号受信アンテナ１１１は、準天頂衛星４から定期的に放送される補強信号を受信可能なアンテナであり、地上における固定位置（準天頂衛星４からの補強信号の受信に適した場所であって車載器２とは別の場所）に設置されている。

補強信号受信器１１２は、補強信号受信アンテナ１１１を介して補強信号を受信するための受信器であり、準天頂衛星４から受信した補強信号を、アナログ信号からデジタル信号へ復調した後、補強信号更新部１１３へ送信する。

補強信号更新部１１３は、補強信号受信器１１２から新しい補強信号を受信すると、補強信号データベース１１４に記憶されている補強信号を更新する。補強信号データベース１１４は、最新の補強信号を保持するためのデータベースである。

一方、補強信号配信部１２は、車載器２から送信されてくる高精度化リクエストに応じて、補強信号受信部１１（補強信号データベース１１４）に記憶されている最新の補強信号を送信元の車載器２へ配信する機能を実現するための構成部である。補強信号配信部１２は、リクエスト受信部１２１と、ユーザデータベース１２２と、認証送信制御部１２３と、補強信号配信部１２４と、を備える。

リクエスト受信部１２１は、車載器２からの高精度化リクエストをインターネット網３Ａを介して受信する。高精度化リクエストとは、補強信号の配信要求であり、補強信号のワンタイム配信（１回の配信）を要求するワンタイムリクエストと、補強信号の定期配信（複数回の配信）を要求する定期配信リクエストと、に大別される。定期配信リクエストでは、補強信号を配信する周期（配信周期）と、補強信号の配信を終了する時期（配信期限）と、が指定されている。また、リクエスト受信部１２１は、高精度化リクエストを受信すると、ＡＣＫ信号を返信する。ＡＣＫ信号とは、受信側が正しく受信したことを送信側で確認可能とするために受信側から送信側へ応答される信号であり、送信側は、一定時間ＡＣＫ信号が受信できない場合には再送を行う。

ユーザデータベース１２２は、補強信号配信サービスの対象となるユーザに関する情報を管理するためのデータベースであり、例えばユーザ単位又はグループ単位で補強信号配信サービスの対象を限定するような場合に利用される。

認証送信制御部１２３は、高精度化リクエストの送信元であるユーザが、補強信号配信サービスの対象となるユーザであることの認証を、ユーザデータベース１２２を参照して行う。ユーザデータベース１２２には、補強信号配信サービスの対象となるユーザに関する情報として、各ユーザのステータス（「リクエスト配信待ち」、「定期配信中」又は「サービス拒否中」）が記憶されている。

ユーザのステータスが「リクエスト配信待ち」である場合、そのユーザに対する補強信号の配信が許可されている状態であることを意味する。ユーザのステータスが「定期配信中」である場合、そのユーザに対して、補強信号の定期配信が行われている状態（配信期間中）であることを意味する。ユーザのステータスが「サービス拒否中」である場合、そのユーザに対する補強信号の配信が禁止されている状態であることを意味する。なお、補強信号の配信が禁止される条件は、例えば補強信号配信サービスに対する対価の未払いなど、適宜設定可能であり、本実施形態では詳細な説明を省略する。

そして、認証送信制御部１２３は、高精度化リクエストの送信元であるユーザが、補強信号配信サービスの対象として登録されており、かつ、そのステータスが「リクエスト配信待ち」である場合に、当該送信元を配信先とする配信先情報を補強信号配信部１２４へ配信する。特に、高精度化リクエストが定期配信リクエストである場合には、認証送信制御部１２３は、当該ユーザのステータスを「定期配信中」に更新し、配信周期及び配信期限を定期配信タスクに登録して、定期配信タスクを起動させる。定期配信タスクが起動されると、配信周期ごとに配信先情報が補強信号配信部１２４へ配信される。定期配信タスクは、配信期限が到来すると終了する。認証送信制御部１２３は、定期配信タスクが終了すると、当該ユーザのステータスを「リクエスト配信待ち」に更新する。

補強信号配信部１２４は、認証送信制御部１２３から配信先情報を受信するごとに、補強信号データベース１１４に記憶されている補強信号を、インターネット網３Ａ及びモバイルデータ通信網を介して、配信先情報の表す配信先へ配信する。具体的には、補強信号配信部１２４は、同一基地局内の配信先が１つの場合には補強信号をＩＰユニキャストとして送信し、同一基地局内の配信先が複数の場合には補強信号をＩＰマルチキャストとして配信する。なお、補強信号配信部１２４は、ＩＰユニキャスト後に一定時間ＡＣＫ信号が受信されない場合には、再配信を行う。

一方、図４に示すように、車載器２は、データ通信部２１と、測位部２２と、車両制御部２３と、に大別される。
データ通信部２１は、配信サーバ１から補強信号を受信する機能を実現するための構成部であり、送受信アンテナ２１１と、通信器２１２と、を備える。

送受信アンテナ２１１は、データ通信基地局３Ｂの通信方式（本実施形態ではモバイルデータ通信方式）に対応した通信器２１２に接続されている。
通信器２１２は、モバイルデータ通信網（データ通信基地局３Ｂ）及びインターネット網３Ａを介した配信サーバ１との通信処理として、高精度化リクエストの送信処理及び補強信号の受信処理を行う。通信器２１２は、車両制御部２３からリクエスト指令を受信するごとに、高精度化リクエストを配信サーバ１へ送信する。リクエスト指令とは、高精度化リクエストを配信サーバ１へ送信することの指令（補強信号取得指令）である。ただし、通信器２１２は、車両制御部２３からのリクエスト指令を待たずに高精度化リクエストを配信サーバ１へ定期的に自動送信する動作モードで機能することも可能である。例えば、車両２Ａのエンジン始動を契機に自動送信を開始し、エンジン停止を契機に自動送信を停止してもよい。通信器２１２は、受信した補強信号を測位演算部２２３へ送信する。

測位部２２は、準天頂衛星４から放送される測位信号及び補強信号、並びに、ＧＰＳ用の人工衛星（ＧＰＳ衛星）５から放送される測位信号を受信して測位結果を得る機能を実現するための構成部である。測位部２２は、測位信号受信アンテナ２２１と、測位信号受信部２２２と、測位演算部２２３と、を備える。

測位信号受信アンテナ２２１は、準天頂衛星４から放送される測位信号及び補強信号、並びに、ＧＰＳ衛星５から放送される測位信号を受信可能なアンテナである。
測位信号受信部２２２は、測位信号受信アンテナ２２１を介して測位信号及び補強信号を受信するための受信部であり、受信した測位信号及び補強信号を復調した後、測位演算部２２３へ送信する。

測位演算部２２３は、有効な補強信号が得られていない状況においては、測位信号に基づく測位結果（補強信号を用いない測位結果であり、以下「ＧＰＳ単独測位結果」という。）をそのまま車両制御部２３へ送信する。有効な補強信号とは、ライフタイムが切れていない補強信号（基準時点（例えば補強信号が発信された時点）からの経過時間が基準値以下である補強信号）を意味する。一方、測位演算部２２３は、有効な補強信号が得られている状況においては、ＧＰＳ単独測位結果を補強信号で補正し、補正後の高精度な測位結果（以下「高精度測位結果」という。）を車両制御部２３へ送信する。ここでいう補正は、一般的なＬ１−ＳＡＩＦやＬＥＸの補正アルゴリズムに従い行われる。また、測位演算部２２３は、測位結果を通信器２１２へ送信する。測位演算部２２３から送信される測位結果には、通常のＧＰＳ測位で得られる情報（緯度経度・方角・速度・測位衛星数など）の他に、高精度測位結果及びＧＰＳ単独測位結果のいずれであるかを判定可能なフラグが含まれている。

車両制御部２３は、車両制御を実現するための構成部であり、ナビゲーションシステム２３１と、ユーザインタフェース２３２と、車両制御ＥＣＵ２３３を備える。
ナビゲーションシステム２３１は、自車の進行ルート（経路探索により探索された走行予定のルート）を管理するシステムであり、道路地図及び衛星品質予測地図を有する。道路地図には、道路の幅員に関する情報や、天頂障害物が存在する道路（例えば、橋下、建物内、地下の道路）に関する情報が含まれる。また、衛星品質予測地図には、場所に応じた衛星品質の情報（例えば衛星品質の悪い場所の情報）が含まれる。

ユーザインタフェース２３２は、通常運転モードと高度運転モードとの切替えを促す入力をドライバから受け付ける装置である。高度運転モードとは、自動運転や運転支援（すれちがい運転支援、駐車支援など）が有効とされた動作モードであり、通常運転モードとは、これらが無効とされた動作モードである。

車両制御ＥＣＵ２３３は、測位部２２から受信した測位結果に基づいて、自動運転や運転支援のための車両制御を行う電子制御装置である。自動運転とは、車両２Ａ自体が加減速操作や操舵操作を実行する運転状態をいう。また、運転支援とは、ドライバによる手動運転をベースとしつつ、音声やアシスト操作などにより運転を支援する運転状態をいう。

車両制御ＥＣＵ２３３は、測位結果として高精度測位結果が必要な状況において、リクエスト指令を通信器２１２へ送信する。具体的には、車両制御ＥＣＵ２３３は、ワンタイムリクエストを指定するリクエスト指令及び定期配信リクエストを指定するリクエスト指令のうち、いずれか一方を選択して送信する。例えば、高精度測位結果の必要な状況が長期間継続する可能性が高い場合に、定期配信リクエストが指定される。ここで、高精度測位結果が必要な状況とは、例えば次の（１）〜（３）のような状況である。

（１）細い道を通る、他車とすれ違う、駐車する、などのように、細やかな運転支援が要求される状況。
（２）手動運転から自動運転モードへの移行時、及び、自動運転モード中。

（３）測位結果の品質が悪い又は測位結果が途切れる場所（例えば、橋の下、地下、建物の中、プローブされた衛星品質予測地図で悪いとされる場所など）へ進入すること、又は、そのような場所にいることが、地図に基づき把握される状況。

また、車両制御ＥＣＵ２３３は、高精度測位結果が得られない場合には、車両制御の内容を一段階低いサービス状態に切り替える。ここで、一段階低いサービス状態への切替えとは、例えば次の（１）〜（４）のようなものである。

（１）自動運転モードから手動運転モードへの切替え（ドライバへの通知）。
（２）細い道を通る、他車とすれ違う、などの運転支援について、利用可能状態から利用付加状態への切替え（ドライバへの通知）。

（３）駐車のための運転支援について、測位結果に基づく支援から、ソナーやカメラに基づく支援への切替え。なお、この切替えにより、支援可能な駐車場所の選択肢が減ることになる。

（４）自動運転や運転支援を前提としてナビゲーションで選択対象とされる道路について、高精度測位が必要な狭い道路が選択対象外とされる（高精度測位が不要な広い道路だけが選択対象とされる）モードへの切替え。

［１−２．処理の概要］
次に、本実施形態の通信システムで実行される処理の概要について、図５を用いて説明する。

準天頂衛星４から定期的に放送される補強信号は、配信サーバ１で受信される（Ｓ１１）。配信サーバ１では、アナログに変調された補強信号が復調されてデジタル信号メッセージに変えられ、補強信号データベース１１４に記憶されている補強信号が最新の補強信号に更新される。

また、準天頂衛星４から放送される測位信号及び補強信号、並びに、ＧＰＳ衛星５から放送される測位信号は、車載器２の測位部２２で受信される。車載器２で有効な補強信号が得られていない状況においては、測位信号に基づくＧＰＳ単独測位結果が、測位部２２から車両制御部２３へ送信され（Ｓ１２）、車両制御部２３では、ＧＰＳ単独測位結果に基づく車両制御が行われる。

これに対し、車両制御部２３で高精度測位結果が必要とされる状況においては、リクエスト指令が車両制御部２３からデータ通信部２１へ送信される（Ｓ１３）。リクエスト指令がデータ通信部２１で受信されると、データ通信部２１からデータ通信基地局３Ｂへ、モバイルデータ通信のプロトコルに従い高精度化リクエストが送信される（Ｓ１４）。なお、高精度化リクエストの通信パケット（ペイロード）には、自車位置を表す情報が含まれる。

高精度化リクエストがデータ通信基地局３Ｂで受信されると、データ通信基地局３Ｂからデータ通信部２１へＡＣＫ信号が返信され（Ｓ１５）、データ通信基地局３Ｂから配信サーバ１へ、インターネット通信のプロトコルに従い高精度化リクエストが送信される（Ｓ１６）。高精度化リクエストが配信サーバ１で受信されると、配信サーバ１からデータ通信基地局３ＢへＡＣＫ信号が返信される（Ｓ１７）。さらに、配信サーバ１からデータ通信基地局３Ｂへ、高精度化リクエストに対する応答として補強信号が配信される（Ｓ１８）。なお、補強信号の配信先は、高精度化リクエストの送信元に設定される。

補強信号がデータ通信基地局３Ｂで受信されると、データ通信基地局３Ｂからデータ通信部２１へＡＣＫ信号が返信され（Ｓ１９）、データ通信基地局３Ｂからデータ通信部２１へ補強信号が配信される（Ｓ２０）。補強信号がデータ通信部２１で受信されると、データ通信部２１からデータ通信基地局３ＢへＡＣＫ信号が返信され（Ｓ２１）、データ通信部２１から測位部２２へ補強信号が送信される（Ｓ２２）。

測位部２２では、測位信号に基づく測位結果が補強信号で補正され、補正後の高精度測位結果が車両制御部２３へ送信される（Ｓ２３）。車両制御部２３では、高精度測位結果に基づく車両制御が行われる。

車両制御部２３で高精度測位結果が必要とされる状況が継続している間は、リクエスト指令が車両制御部２３からデータ通信部２１へ定期的に（受信済みの補強信号のライフタイムが切れる前に）送信される（Ｓ２４）。これにより、同様の通信処理が繰り返される。車両制御部２３においては、新たな補強信号が受信されるまでの間は、既に受信済みの有効な補強信号が用いられる。なお、送信した情報に対してＡＣＫ信号が受信されない場合には、情報が再送される（Ｓ２５）。

［１−３．処理手順］
次に、配信サーバ１及び車載器２のそれぞれで実行される処理の具体的な処理手順について説明する。

まず、配信サーバ１の補強信号更新部１１３が実行する補強信号受信処理について、図６のフローチャートを用いて説明する。
図６の補強信号受信処理が開始されると、補強信号更新部１１３は、準天頂衛星４からの補強信号を待ち受ける（Ｓ１０１）。

補強信号が受信されると、補強信号更新部１１３は、受信された補強信号と、補強信号データベース１１４に記憶されている補強信号と、を比較し、受信された補強信号の方が新しいか否かを、例えば各補強信号のタイムスタンプに基づいて判定する（Ｓ１０２）。

補強信号更新部１１３は、受信された補強信号の方が古いと判定した場合には（Ｓ１０２：ＮＯ）、処理をＳ１０１へ戻す。一方、補強信号更新部１１３は、受信された補強信号の方が新しいと判定した場合には（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、補強信号データベース１１４に記憶されている補強信号を、受信した補強信号に置き換えた後（Ｓ１０３）、処理をＳ１０１へ戻す。

次に、車載器２の車両制御ＥＣＵ２３３が実行するリクエスト処理について、図７のフローチャートを用いて説明する。なお、リクエスト処理は、所定の周期（補強信号のライフタイムよりも短い間隔）で繰り返し実行される。

図７のリクエスト処理が開始されると、車両制御ＥＣＵ２３３は、ユーザインタフェース２３２を介したドライバからの指示により、高度運転モードに設定されているか否かを判定する（Ｓ２０１）。車両制御ＥＣＵ２３３は、高度運転モードに設定されていると判定した場合には（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、通信器２１２へリクエスト指令を送信した後（Ｓ２０２）、処理をＳ２０１へ戻す。

一方、車両制御ＥＣＵ２３３は、高度運転モードに設定されていないと判定した場合には（Ｓ２０１：ＮＯ）、ナビゲーションシステム２３１から道路地図、衛星品質予測地図及び進行ルートの情報を取得する（Ｓ２０３）。続いて、車両制御ＥＣＵ２３３は、進行ルート上に狭い道路（例えば、幅員が所定値以下の道路）が含まれるか否かを、道路地図及び進行ルートに基づいて判定する（Ｓ２０４）。車両制御ＥＣＵ２３３は、進行ルート上に狭い道路が含まれると判定した場合には（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、データ通信部２１へリクエスト指令を送信した後（Ｓ２０２）、処理をＳ２０１へ戻す。

一方、車両制御ＥＣＵ２３３は、進行ルート上に狭い道路が含まれないと判定した場合には（Ｓ２０４：ＮＯ）、進行ルート上に天頂障害物の存在する道路（例えば、橋の下、地下又は建物の中の道路）が含まれるか否かを、道路地図及び進行ルートに基づいて判定する（Ｓ２０５）。車両制御ＥＣＵ２３３は、進行ルート上に天頂障害物の存在する道路が含まれると判定した場合には（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、データ通信部２１へリクエスト指令を送信した後（Ｓ２０２）、処理をＳ２０１へ戻す。

一方、車両制御ＥＣＵ２３３は、進行ルート上に天頂障害物の存在する道路が含まれないと判定した場合には（Ｓ２０５：ＮＯ）、進行ルート上に衛星品質の悪い場所が含まれるか否かを、衛星品質予測地図及び進行ルートに基づいて判定する（Ｓ２０６）。車両制御ＥＣＵ２３３は、進行ルート上に衛星品質の悪い場所が含まれると判定した場合には（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、データ通信部２１へリクエスト指令を送信した後（Ｓ２０２）、処理をＳ２０１へ戻す。

一方、車両制御ＥＣＵ２３３は、進行ルート上に衛星品質の悪い場所が含まれないと判定した場合には（Ｓ２０６：ＮＯ）、そのまま（リクエスト指令を送信せずに）処理をＳ２０１へ戻す。

次に、車載器２の通信器２１２が実行するリクエスト送信処理について、図８のフローチャートを用いて説明する。
図８のリクエスト送信処理が開始されると、通信器２１２は、車両制御ＥＣＵ２３３からのリクエスト指令を待ち受ける（Ｓ３０１）。リクエスト指令が受信されると、通信器２１２は、高精度化リクエストを配信サーバ１へ送信した後（Ｓ３０２）、処理をＳ３０１へ戻す。具体的には、通信器２１２は、リクエスト指令がワンタイムリクエスト及び定期配信リクエストのいずれを指定するものであるかに応じて、指定されたリクエストを高精度化リクエストとして送信する。

次に、配信サーバ１の補強信号配信部１２が実行する補強信号配信処理について、図９のフローチャートを用いて説明する。
図９の補強信号配信処理が開始されると、補強信号配信部１２は、車載器２からの高精度化リクエストを待ち受ける（Ｓ４０１）。

高精度化リクエストが受信されると、補強信号配信部１２は、高精度化リクエストの送信元であるユーザの情報を、ユーザデータベース１２２において参照する（Ｓ４０２）。
続いて、補強信号配信部１２は、高精度化リクエストの送信元であるユーザが、補強信号配信サービスの対象となるユーザであるか否かを判定する（Ｓ４０３）。補強信号配信部１２は、補強信号配信サービスの対象となるユーザでないと判定した場合には（Ｓ４０３：ＮＯ）、処理をＳ４０１へ戻す。

一方、補強信号配信部１２は、補強信号配信サービスの対象となるユーザであると判定した場合には（Ｓ４０３：ＹＥＳ）、高精度化リクエストが定期配信リクエストであるか否かを判定する（Ｓ４０４）。補強信号配信部１２は、高精度化リクエストが定期配信リクエストでない（ワンタイムリクエストである）と判定した場合には（Ｓ４０４：ＮＯ）、処理をＳ４０９へ移行させる。

一方、補強信号配信部１２は、高精度化リクエストが定期配信リクエストであると判定した場合には（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、高精度化リクエストで指定されている配信周期及び配信期限が共に適切であるか否かを判定する（Ｓ４０５）。適切であるか否かの判定は、例えば、補強信号配信部１２やネットワークの処理能力が過負荷となることが予想されるか否かという判定基準で行われる。

補強信号配信部１２は、配信周期及び配信期限の少なくとも一方が適切でないと判定した場合には（Ｓ４０５：ＮＯ）、適切でない値を適切な範囲内の値に修正した後（Ｓ４０６）、処理をＳ４０７へ移行させる。ここでいう修正とは、例えば配信周期を長くする修正や配信期限を短くする修正などのように、配信に伴う通信量の増加を抑制する方向への修正である。一方、補強信号配信部１２は、配信周期及び配信期限が共に適切であると判定した場合には（Ｓ４０５：ＹＥＳ）、そのまま処理をＳ４０７へ移行させる。

続いて、補強信号配信部１２は、配信周期及び配信期限を定期配信タスクに登録し（Ｓ４０７）、定期配信タスクを起動させた後（Ｓ４０８）、処理をＳ４０９へ移行させる。定期配信タスクが起動することにより、今回の処理の後も、配信期限が到来するまでの間は、配信周期ごとにＳ４０９の処理が実行される。

続いて、補強信号配信部１２は、補強信号データベース１１４から補強信号を読み出し、送信元を配信先として配信した後（Ｓ４０９）、処理をＳ４０１へ戻す。
Ｓ４０９の処理は、具体的には図１０に示すように実行される。すなわち、補強信号配信部１２は、まず、配信先情報を参照する（Ｓ５０１）。続いて、補強信号配信部１２は、高精度化リクエストを送信する他のユーザ（車載器２）が、同じマルチキャストグループ（本実施形態では同一基地局内）に存在するか否かを判定する（Ｓ５０２）。補強信号配信部１２は、他のユーザが同じマルチキャストグループに存在しないと判定した場合には（Ｓ５０２：ＮＯ）、補強信号をＩＰユニキャストとして配信する（Ｓ５０３）。つまり、１つの車載器２を配信先として補強信号が配信される。一方、補強信号配信部１２は、他のユーザが同じマルチキャストグループに存在すると判定した場合には（Ｓ５０２：ＹＥＳ）、補強信号をＩＰマルチキャストとして配信する（Ｓ５０４）。つまり、複数の車載器２を配信先として補強信号が配信される。

次に、車載器２の通信器２１２が実行する補強信号受信処理について、図１１のフローチャートを用いて説明する。
図１１の補強信号受信処理が開始されると、通信器２１２は、配信サーバ１からの補強信号を待ち受ける（Ｓ６０１）。補強信号が受信されると、通信器２１２は、受信した補強信号を測位演算部２２３へ送り（Ｓ６０２）、処理をＳ６０１へ戻す。

次に、車載器２の測位演算部２２３が実行する測位処理について、図１２のフローチャートを用いて説明する。
図１２の測位処理が開始されると、測位演算部２２３は、ＧＰＳ衛星５から放送される測位信号を待ち受ける（Ｓ７０１）。

測位信号が受信されると、測位演算部２２３は、有効な補強信号が得られている状況であるか否かを判定する（Ｓ７０２）。測位演算部２２３は、有効な補強信号が得られている状況であると判定した場合には（Ｓ７０２：ＹＥＳ）、補強信号を用いて測位演算を行い、高精度測位結果を得る（Ｓ７０３）。続いて、測位演算部２２３は、高精度測位結果を車両制御ＥＣＵ２３３へ送信した後（Ｓ７０４）、処理をＳ７０１へ戻す。

一方、測位演算部２２３は、有効な補強信号が得られている状況でないと判定した場合には（Ｓ７０２：ＮＯ）、補強信号を用いずに測位演算を行い、ＧＰＳ単独測位結果を得る（Ｓ７０５）。続いて、測位演算部２２３は、ＧＰＳ単独測位結果を車両制御部２３へ送信した後（Ｓ７０６）、処理をＳ７０１へ戻す。

［１−４．効果］
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
［１Ａ］第１実施形態の通信システムでは、配信サーバ１と車載器２とが通信可能に構成されている。そして、配信サーバ１は、準天頂衛星システムで用いられる補強信号を取得し（Ｓ１０１）、取得した補強信号を車載器２へ配信する（Ｓ４０１〜Ｓ４０９）。一方、車載器２は、準天頂衛星４及びＧＰＳ衛星５から測位信号及び補強信号を受信するだけでなく（Ｓ７０１）、配信サーバ１からも補強信号を受信する（Ｓ６０１）。そして、測位信号と補強信号とを用いて測位を行う（Ｓ７０２〜Ｓ７０６）。したがって、第１実施形態の通信システムによれば、車載器２は、準天頂衛星４から補強信号が受信できない場合にも、配信サーバ１から補強信号を受信することができるため、準天頂衛星システムで用いられる補強信号を取得しやすくすることができる。また、第１実施形態の通信システムによれば、補強信号を受信するための構成（例えば専用アンテナや高周波復調部等）を有しない車載器２であっても、補強信号を利用することができる。加えて、補強信号を準天頂衛星４から受信する構成では、例えば天頂方向に障害物が存在するような走行環境においては、補強信号を受信することができず、自動運転や運転支援などの車両制御の制御レベルを一時的に引き下げる又は停止する必要が生じ得る。これに対し、第１実施形態の通信システムによれば、天頂方向に障害物が存在するような走行環境においても、信頼性の高い車両制御を実現することが可能となる。

［１Ｂ］第１実施形態の通信システムにおいて、配信サーバ１は、準天頂衛星４から補強信号を取得する。したがって、第１実施形態の通信システムによれば、配信サーバ１は、最新の補強信号を容易に得ることができる。

［１Ｃ］第１実施形態の通信システムにおいて、車載器２は、有効な補強信号が得られていない状況においては（Ｓ７０２：ＮＯ）、測位信号に基づくＧＰＳ単独測位結果（第１の測位結果）を得る（Ｓ７０５）。一方、車載器２は、有効な補強信号が得られている状況においては（Ｓ７０２：ＹＥＳ）、測位信号及び補強信号に基づく測位結果であってＧＰＳ単独測位結果と比較して精度の高い高精度測位結果（第２の測位結果）を得る（Ｓ７０３）。したがって、第１実施形態の通信システムによれば、車載器２は、有効な補強信号の有無に応じて適切な測位結果を得ることができる。

［１Ｄ］第１実施形態の通信システムにおいて、車載器２は、ライフタイムが切れていない補強信号を、有効な補強信号として用いる（Ｓ７０２）。したがって、第１実施形態の通信システムによれば、車載器２は、信頼性の低い補強信号が測位に用いられること、及び、信頼性の高い補強信号が測位に用いられないこと、を抑制することができる。

［１Ｅ］第１実施形態の通信システムにおいて、車載器２は、配信サーバ１に対して補強信号の配信を要求し（Ｓ３０２）、配信サーバ１は、車載器２から要求を受けた場合に補強信号を車載器２へ配信する（Ｓ４０１〜Ｓ４０９）。したがって、第１実施形態の通信システムによれば、車載器２からの要求に関係なく配信サーバ１が常時補強信号を配信する構成と比較して、補強信号を配信するために必要な通信量を低減することが可能となる。

［１Ｆ］第１実施形態の通信システムにおいて、車載器２は、高精度測位結果を必要としない状態（第１の状態）においては（Ｓ２０６：ＮＯ）、補強信号の配信を要求しない。一方、車載器２は、高精度測位結果を必要とする状態（第１の状態と比較して高精度の測位が要求される第２の状態）においては（Ｓ２０１：ＹＥＳ，Ｓ２０４：ＹＥＳ，Ｓ２０５：ＹＥＳ，Ｓ２０６；ＹＥＳ）、補強信号の配信を要求する（Ｓ２０２）。したがって、第１実施形態の通信システムによれば、車載器２が補強信号を必要に応じて配信サーバ１から取得することで、測位精度を向上させるべき状況では高精度の測位を行いつつ、補強信号の配信に必要な通信量を低減することができる。

［１Ｇ］第１実施形態の通信システムにおいて、車載器２は、高精度測位結果を必要とする状態において、補強信号の配信を定期的に要求する。したがって、第１実施形態の通信システムによれば、高精度測位結果を必要とする状態において、高精度の測位を継続的に行うことができる。

［１Ｈ］第１実施形態の通信システムにおいて、車載器２は、高精度測位結果を必要とする状態において、定期的な補強信号の配信を要求する。したがって、第１実施形態の通信システムによれば、高精度測位結果を必要とする状態において、高精度の測位を継続的に行うことができ、しかも、補強信号の配信を要求するために必要な通信量を低減することができる。

［１Ｉ］第１実施形態の通信システムにおいて、車載器２は、補強信号の定期的な配信を、配信期限（配信の終了条件）を指定して要求する。したがって、第１実施形態の通信システムによれば、補強信号の配信を終了させるべき時期に配信の終了を要求する必要がない。

［１Ｊ］第１実施形態の通信システムにおいて、車載器２は、モバイルデータ通信網を介して、配信サーバ１に対して補強信号の配信を要求する。したがって、第１実施形態の通信システムによれば、既存の通信装置を利用して補強信号を受信することができる。

［１Ｋ］第１実施形態の通信システムにおいて、配信サーバ１は、モバイルデータ通信網を介して、補強信号を車載器２へ配信する。そして、配信サーバ１は、同じマルチキャストグループに属する、補強信号の配信対象となる車載器２の数に応じて、ユニキャストによる配信とマルチキャストによる配信とを切り替える（Ｓ５０２〜Ｓ５０４）。具体的には、補強信号の配信対象となる車載器２が同一基地局内に複数存在する場合には（Ｓ５０２：ＹＥＳ）、ユニキャストではなくマルチキャストで配信する（Ｓ５０４）。したがって、第１実施形態の通信システムによれば、複数の車載器２への補強信号の配信を効率よく行うことができ、モバイルデータ通信の電波帯域を削減することができる。加えて、モバイルデータ通信は送信電力が大きく再送制御を利用できるため、衛星放送と比較して通信の信頼性を向上させることができる。

なお、第１実施形態では、配信サーバ１が配信装置の一例に相当し、車載器２が車載装置の一例に相当し、準天頂衛星４及びＧＰＳ衛星５が人工衛星の一例に相当する。また、Ｓ１０１が補強信号取得手段としての処理の一例に相当し、Ｓ３０１〜Ｓ３０２が補強信号要求手段としての処理の一例に相当し、Ｓ４０１〜Ｓ４０９が配信手段としての処理の一例に相当する。また、Ｓ６０１が補強信号受信手段としての処理の一例に相当し、Ｓ７０１が測位信号受信手段としての処理の一例に相当し、Ｓ７０２〜Ｓ７０６が測位手段としての処理の一例に相当する。

［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
図１３に示す第２実施形態の通信システムは、基本的な構成は第１実施形態の通信システムと同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。

前述した第１実施形態の通信システム（図１）では、配信サーバ１からの補強信号が、モバイルデータ通信網（モバイルデータ通信基地局３Ｂ）を介して、車載器２へ配信される。これに対し、第２実施形態の通信システムでは、道路に設置された路車間通信基地局３Ｄから道路上の車両２Ａへ情報を配信する路車間通信システムを利用して、配信サーバ１からの補強信号が車載器２へ配信される点で、第１実施形態と相違する。すなわち、車載器２は、第１実施形態と同様、モバイルデータ通信基地局３Ｂ及びインターネット網３Ａを介して、高精度化リクエストを配信サーバ１へ送信する。一方、配信サーバ１は、高精度化リクエストを受信すると、路車間通信ネットワーク３Ｃ及び路車間通信基地局３Ｄを介して、高精度化リクエストの送信元である車載器２へ、補強信号を配信する。路車間通信ネットワーク３Ｃとは、インターネットゲートウェイを介して路車間通信基地局３Ｄ同士を接続するネットワークである。車載器２は、配信サーバ１からの補強信号を、路車間通信基地局３Ｄから受信する。

［２−２．効果］
このような第２実施形態の通信システムによれば、前述した第１実施形態の効果［１Ａ］〜［１Ｊ］に加え、以下の効果が得られる。

［２Ａ］第２実施形態の通信システムにおいて、配信サーバ１は、道路に設置された路車間通信基地局３Ｄから道路上の車両２Ａへ情報を配信する路車間通信システムを利用して、補強信号を車載器２へ配信する。したがって、第２実施形態の通信システムによれば、補強信号を配信するためにモバイルデータ通信網を利用する必要がなく、モバイルデータ通信の通信量を低減することができる。その結果、例えば、車載器２からの高精度化リクエストの送信を不要とし、配信サーバ１からすべての車載器２へ常に補強信号を配信（放送）するような構成とすることも可能となる。

［２−３．変形例］
第２実施形態の通信システムにおいて、配信サーバ１が、車載器２へ補強信号を配信する通信経路を選択するようにしてもよい。具体的には、補強信号配信部１２が、前述した図１０に示す処理に代えて、図１４に示す処理を実行する。図１４におけるＳ８０１，Ｓ８０４〜Ｓ８０６の処理は、図１０におけるＳ５０１〜Ｓ５０４の処理と同様であるため、説明を省略する。

図１４に示すように、補強信号配信部１２は、配信先のネットワークが路車間通信であるか否かを判定する（Ｓ８０２）。配信先のネットワークは、例えば、高精度化リクエストの通信経路と同じになるように設定される。すなわち、車載器２からの高精度化リクエストがモバイルデータ通信により送信されてきた場合には、配信先のネットワークがモバイルデータ通信であると判定され、路車間通信により送信されてきた場合には、配信先のネットワークが路車間通信であると判定される。

補強信号配信部１２は、配信先のネットワークが路車間通信であると判定した場合には（Ｓ８０２：ＹＥＳ）、補強信号を路車間通信によりマルチキャストとして配信する（Ｓ８０３）。一方、補強信号配信部１２は、配信先のネットワークが路車間通信でない（モバイルデータ通信である）と判定した場合には、補強信号をモバイルデータ通信により配信するための処理を行う（Ｓ８０４〜Ｓ８０６）。このような構成によれば、補強信号の配信経路を、車載器２の通信方式や位置などに応じて使い分けることができる。

［３．第３実施形態］
［３−１．第１実施形態との相違点］
図１５に示す第３実施形態の通信システムは、基本的な構成は第１実施形態の通信システムと同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。

前述した第１実施形態の通信システム（図１）では、配信サーバ１で管理される補強信号が、準天頂衛星４から取得される。これに対し、第３実施形態の通信システムでは、配信サーバ１で管理される補強信号が、地上の設備から取得される点で、第１実施形態と相違する。すなわち、ＧＰＳ信号を継続的に観測する固定局としての地上モニタ局３Ｅが各地に設けられており、各地の地上モニタ局３Ｅで得られた観測結果は、モニタ局ネットワーク３Ｆを介して補強信号生成ノード３Ｇにより収集される。補強信号生成ノード３Ｇは、各地の地上モニタ局３Ｅから取得した観測結果から、準天頂衛星用の生成アルゴリズムに準じてデジタル補強信号を生成する。配信サーバ１は、補強信号生成ノード３Ｇにより生成された補強信号を取得する。

［３−２．効果］
このような第３実施形態の通信システムによれば、前述した第１実施形態の効果［１Ａ］，［１Ｃ］〜［１Ｋ］に加え、以下の効果が得られる。

［３Ａ］第３実施形態の通信システムにおいて、配信サーバ１は、地上モニタ局３Ｅから補強信号を取得するため、準天頂衛星４から補強信号を取得する構成と比較して、補強信号が取得できない状況を生じにくくすることができる。

［４．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、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

［４Ａ］上記実施形態では、準天頂衛星４から補強信号を受信可能な車載器２を例示したが、これに限定されるものではなく、準天頂衛星４から補強信号を受信するための構成を有しない車載器２であってもよい。

［４Ｂ］配信サーバ１が複数のエリアについての補強信号を管理する場合に、配信サーバ１が車載器２の位置に応じた補強信号を選別した上で配信するようにしてもよい。このようにすれば、不要な補強信号の配信を低減することができる。

［４Ｃ］上記実施形態では、補強信号が放送される衛星システムとして準天頂衛星システムを例示したが、これに限定されるものではなく、本発明は、補強信号が放送される他の衛星システム（例えばＥＵのガリレオや中国の北斗等）に適用してもよい。

［４Ｄ］本発明の各構成要素は概念的なものであり、上記実施形態に限定されない。例えば、１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。

１…配信サーバ、２…車載器、４…準天頂衛星、５…ＧＰＳ衛星、１１…補強信号受信部、１２…補強信号配信部、２１…データ通信部、２２…測位部、２３…車両制御部、１１１…補強信号受信アンテナ、１１２…補強信号受信器、１１３…補強信号更新部、１１４…補強信号データベース、１２１…リクエスト受信部、１２４…補強信号配信部、２１１…送受信アンテナ、２１２…通信器、２２１…測位信号受信アンテナ、２２２…測位信号受信部、２２３…測位演算部、２３３…車両制御ＥＣＵ

Claims (15)

1. 配信装置（１）と車載装置（２）とが通信可能に構成された通信システムであって、
   前記配信装置は、
   衛星測位システムで用いられる補強信号を取得する補強信号取得手段（Ｓ１０１）と、
   前記補強信号を前記車載装置へ配信する配信手段（Ｓ４０１〜Ｓ４０９）と、を備え、
   前記車載装置は、
   人工衛星（４，５）から測位信号を受信する測位信号受信手段（Ｓ７０１）と、
   前記配信装置から前記補強信号を受信する補強信号受信手段（Ｓ６０１）と、
   前記測位信号と前記補強信号とを用いて測位を行う測位手段（Ｓ７０２〜Ｓ７０６）と、を備える
   ことを特徴とする通信システム。
2. 請求項１に記載の通信システムであって、
   前記補強信号取得手段は、衛星測位システム用の人工衛星（４）から前記補強信号を取得する
   ことを特徴とする通信システム。
3. 請求項１に記載の通信システムであって、
   前記補強信号取得手段は、地上の設備から前記補強信号を取得する
   ことを特徴とする通信システム。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の通信システムであって、
   前記測位手段は、有効な前記補強信号が得られていない状況においては、前記測位信号に基づく第１の測位結果を得る一方、有効な前記補強信号が得られている状況においては、前記測位信号及び前記補強信号に基づく測位結果であって前記第１の測位結果と比較して精度の高い第２の測位結果を得る
   ことを特徴とする通信システム。
5. 請求項４に記載の通信システムであって、
   前記測位手段は、ライフタイムが切れていない前記補強信号を、有効な前記補強信号として用いる
   ことを特徴とする通信システム。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の通信システムであって、
   前記車載装置は、前記配信装置に対して前記補強信号の配信を要求する補強信号要求手段（Ｓ３０１〜Ｓ３０２）を更に備え、
   前記配信手段は、前記車載装置から前記要求を受けた場合に前記補強信号を前記車載装置へ配信する
   ことを特徴とする通信システム。
7. 請求項６に記載の通信システムであって、
   前記補強信号要求手段は、第１の状態においては前記補強信号の配信を要求せず、前記第１の状態と比較して高精度の測位が要求される第２の状態において前記補強信号の配信を要求する
   ことを特徴とする通信システム。
8. 請求項７に記載の通信システムであって、
   前記補強信号要求手段は、前記第２の状態において、前記補強信号の配信を定期的に要求する
   ことを特徴とする通信システム。
9. 請求項７又は請求項８に記載の通信システムであって、
   前記補強信号要求手段は、前記第２の状態において、定期的な前記補強信号の配信を要求する
   ことを特徴とする通信システム。
10. 請求項９に記載の通信システムであって、
    前記補強信号要求手段は、前記補強信号の定期的な配信を、配信の終了条件を指定して要求する
    ことを特徴とする通信システム。
11. 請求項６から請求項１０までのいずれか１項に記載の通信システムであって、
    前記補強信号要求手段は、モバイルデータ通信網を介して、前記配信装置に対して前記補強信号の配信を要求する
    ことを特徴とする通信システム。
12. 請求項１１に記載の通信システムであって、
    前記配信手段は、モバイルデータ通信網を介して、前記補強信号を前記車載装置へ配信するものであり、同じマルチキャストグループに属する、前記補強信号の配信対象となる前記車載装置の数に応じて、ユニキャストによる配信とマルチキャストによる配信とを切り替える
    ことを特徴とする通信システム。
13. 請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の通信システムであって、
    前記配信手段は、路車間通信基地局から車両へ情報を配信する路車間通信システムを利用して、前記補強信号を前記車載装置へ配信する
    ことを特徴とする通信システム。
14. 人工衛星から測位信号を受信する測位信号受信手段（Ｓ７０１）と、
    衛星測位システムで用いられる補強信号を取得して配信する配信装置（１）から、前記補強信号を受信する補強信号受信手段（Ｓ６０１）と、
    前記測位信号と前記補強信号とを用いて測位を行う測位手段（Ｓ７０２〜Ｓ７０６）と、
    を備えることを特徴とする車載装置（２）。
15. 衛星測位システムで用いられる補強信号を取得する補強信号取得手段（Ｓ１０１）と、
    人工衛星から測位信号を受信して測位を行う車載装置（２）へ、前記補強信号を配信する配信手段（Ｓ４０１〜Ｓ４０９）と、
    を備えることを特徴とする配信装置（１）。

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