JP2015141073A - 位置測定方法、自己位置測定装置及び車載器 - Google Patents

位置測定方法、自己位置測定装置及び車載器 Download PDF

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Abstract

【課題】車載器に搭載した測位装置が故障しても自車両の位置情報を測定することができる手段を提供する。【解決手段】車両の位置測定方法は、自車両の位置情報が所定の品質で外部から取得できたか否かを判定する過程と、所定の品質で前記位置情報が取得できないと判定した場合に自車両の情報取得可能領域内に存在する周辺車両の位置情報を取得する過程と、取得した周辺車両の位置情報を自車両の位置情報に置き換える過程と、を有することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、位置測定方法、自己位置測定装置及び車載器に関する。
道路課金システムでは、課金地点ごとに設置された無線通信装置とその地点を通過する車両に備えられた無線通信装置とが通信したり、路側に設置したカメラで車両のナンバープレート等を読み取ることによって車両がその地点を通過したことを認識し課金する方式が広く用いられている。その他にも、全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ ＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて車両の位置を測位し、その位置情報を課金地点の情報を付加した地図情報と比べて課金地点の通過を判定し課金する方法なども存在する。
また、次世代道路課金システムでは、ＧＮＳＳによる測位と車両に備わる加速度センサ等を用いた自律的な測位方法とを組み合わせて車両位置を推定し、車両の走行経路や特定エリア内での滞在時間等に基づいて課金する仕組みが検討されている。この次世代道路課金システムを実現するためには、車両の正確な位置情報を把握する必要がある。例えば特許文献１には、順天頂衛星からの信号を車載器に搭載した受信機を用いて受信し、車両の正確な位置を測定する方法について記載がある。
特開２０１３−１０１０１３号公報
ところで、車載器が設置される車内は一般的な工業製品と比較して環境温度が高く、８０℃以上にもなり得る。また、車両の走行、又は発車及び停止による振動が車両の設備機器に与える影響も大きい。また、次世代道路課金システム向け車載器では正確な位置情報を取得するために機器の構成が複雑になり部品やモジュール数が大幅に増加している。これらのことから、次世代道路課金システムでは、車両に搭載する機器類の故障リスクが高くなっている。
機器が故障した場合、例えばＧＮＳＳの衛星からの信号を受信する受信機が故障すれば、正確な車両の位置情報を得ることができないため、適切な課金を行うことができなくなり問題である。
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる位置測定方法、自己位置測定装置及び車載器を提供することを目的としている。
本発明の第１の態様は、自車両の位置情報を所定の品質で外部から取得できた否かを判定する過程と、所定の品質で前記位置情報が取得できなかったと判定した場合に自車両の情報取得可能領域内に存在する周辺車両の位置情報を取得する過程と、取得した周辺車両の位置情報を自車両の位置情報に置き換える過程と、を有することを特徴とする車両の位置測定方法である。
また本発明の第２の態様における位置測定方法は、前記周辺車両の位置情報を通信にて複数取得し、前記取得した複数の位置情報と前記取得に用いたそれぞれの通信における受信電波強度とから自車両の位置情報を算出することを特徴とする。
また本発明の第３の態様における位置測定方法は、前記周辺車両の位置情報を取得する過程では、さらに当該位置情報の信頼度を示す情報を取得し、自車両の位置情報が所定の品質で取得できないと判定した場合に、周辺車両の位置情報から、自車両以上に信頼度の高い位置情報を選択する過程を有することを特徴とする。
また本発明の第４の態様における位置測定方法は、前記周辺車両の位置情報を取得する過程では、さらに当該位置情報の信頼度を示す情報を取得し、自車両の位置情報が所定の品質で取得できないと判定した場合に、自車両及び周辺車両の位置情報に重み付けを付加して位置情報を算出し自車両の位置情報に置き換える過程と、を有することを特徴とする。
また本発明の第５の態様は、前記品質の判定を、前記位置情報の外部からの取得における通信異常の有無により行うことを特徴とする。
また本発明の第６の態様は、前記品質の判定を、前記外部から取得したデータの異常の有無により行うことを特徴とする。
また本発明の第７の態様は、前記品質の判定を、自車両のエンジン停止の際に記録された位置情報が示す位置と、エンジン始動の際に推測された位置情報が示す位置とが所定以上乖離しているか否かにより行うことを特徴とする。
また本発明の第８の態様は、前記品質の判定を、前記外部から取得した位置情報に基づいて推定した自車両の位置と前記取得した周辺車両の位置情報から推定した自車両の位置とを比較し、それらが所定以上乖離しているか否かにより行うことを特徴とする。
また本発明の第９の態様は、前記品質の判定を、前記外部から取得した自車両の位置情報の所定時間における変位と自車両が備えるセンサにより測位した前記所定時間における変位との乖離が所定以上であるか否かにより行うことを特徴とする。
また本発明の第１０の態様は、自車両の位置情報が所定の品質で外部から取得できたか否かを判定する故障監視部と、所定の品質で前記位置情報が取得できないと判定した場合に自車両の情報取得可能領域内に存在する周辺車両の位置情報を取得する周辺車両位置取得部と、取得した周辺車両の位置情報を自車両の位置情報を推定する位置推定処理部と、を備えることを特徴とする自己位置測定装置である。
また本発明の第１１の態様は、前記周辺車両位置取得部が、前記周辺車両の位置情報を通信にて複数取得し、前記取得した複数の位置情報と前記取得に用いたそれぞれの通信における受信電波強度とから自車両の位置情報を算出する電波強度位置算出部を備えることを特徴とする。
また本発明の第１２の態様は、前記周辺車両の位置情報の信頼度を示す情報を取得し、周辺車両の位置情報から、自車両以上に信頼度の高い位置情報を選択する信頼度レベルチェック部を備えることを特徴とする。
また本発明の第１３の態様は、前記信頼度レベルチェック部が、信頼度レベルに応じた重み付けを取得し、自車両及び周辺車両の位置情報に前記重み付けを付加して位置情報を算出することを特徴とする。
また本発明の第１４の態様は、前記故障監視部が、前記品質の判定を、前記位置情報の外部からの取得における通信異常の有無により行うことを特徴とする。
また本発明の第１５の態様は、前記故障監視部が、前記品質の判定を、前記外部から取得したデータの異常の有無により行うことを特徴とする。
また本発明の第１６の態様は、前記故障監視部が、前記品質の判定を、自車両のエンジン停止の際に記録された位置情報が示す位置と、エンジン始動の際に推測された位置情報が示す位置とが所定以上乖離しているか否かにより行うことを特徴とする。
また本発明の第１７の態様は、前記故障監視部が、前記品質の判定を、前記外部から取得した位置情報に基づいて推定した自車両の位置と前記取得した周辺車両の位置情報から推定した自車両の位置とを比較し、それらが所定以上乖離しているか否かにより行うことを特徴とする。
また本発明の第１８の態様は、前記故障監視部が、前記品質の判定を、前記外部から取得した自車両の位置情報の所定時間における変位と自車両が備えるセンサにより測位した前記所定時間における変位との乖離が所定以上であるか否かにより行うことを特徴とする。
また本発明の第１１の態様は、上述した何れかの位置測定方法で自車両の現在位置を測定する自己位置測定装置を備えることを特徴とする車載器である。
本発明によれば、車載器の構成部品が故障しても車両の位置を測位できるようになる。
本発明の第一の実施形態における自己位置測定装置の機能ブロック図である。 本発明の第一の実施形態における自車両の測位方法の処理フロー図である。 本発明の第一の実施形態における自車両の測位方法の説明図である。 本発明の第二の実施形態における自己位置測定装置の機能ブロック図である。 本発明の第二の実施形態における自車両の測位方法の処理フロー図である。 本発明の第二の実施形態における自車両の測位方法の説明図である。 本発明の第三の実施形態における自己位置測定装置の機能ブロック図である。 本発明の第三の実施形態において使用する位置情報信頼度レベルテーブルの一例である。 本発明の第三の実施形態における自車両の測位方法の処理フロー図である。
＜第一の実施形態＞
以下、本発明の第一の実施形態による車両の位置測定方法を図１〜図３を参照して説明する。
図１は第１の実施形態における自己位置測定装置の機能ブロック図である。
図１の符号１は自己位置測定装置を示している。図１に示すように本実施形態の自己位置測定装置１は、故障監視部１０と、位置検出部２０と、移動量推定処理部３０と、位置推定処理部４０と、課金処理部５０と、周辺車両位置取得部６０と、通信部７０と、記憶部８０とを備えている。
故障監視部１０は、位置検出部２０の異常の有無を自車両の位置情報が所定の品質で外部から取得できたか否かによって判定し、異常があった場合、暫定的な位置検出を行うよう周辺車両位置取得部６０に指示する。具体的には外部とはＧＮＳＳの人工衛星であり、故障監視部１０は、ＧＮＳＳ受信機２１が衛星からの信号を正常に受信できるかどうかを判定する。
位置検出部２０は、各種センサ類などにより自車両の位置情報の推定に必要な情報を取得する。位置検出部２０は、ＧＮＳＳ受信機２１と、加速度センサ２２と、ジャイロセンサ２３と、方位センサ２４とを備えている。
ＧＮＳＳ受信機２１は、ＧＮＳＳの人工衛星から発信された位置情報を含む信号を受信し、その位置情報を位置推定処理部４０に出力する。
加速度センサ２２は、車両の加速度を検出し、移動量推定処理部３０に出力する。
ジャイロセンサ２３は、車両の角速度を検出し、移動量推定処理部３０に出力する。
方位センサ２４は、車両の進行方向の方位を検出し、移動量推定処理部３０に出力する。
ＧＮＳＳ受信機２１による測位は、常に有効であるとは限らない。例えばトンネル内や地下などでは信号を受信できないことが多く、また、高層ビル街では、高層ビルによって信号が反射され測位誤差を発生しやすい。一方、加速度センサ２２等は、外部からの信号を必要としないが、加速度センサ２２等から取得した情報を積算して位置を推定すると誤差が蓄積されやすい傾向がある。本実施形態ではＧＮＳＳによって得られる位置情報と、他のセンサが取得した情報を用いて直前の位置からの移動量を計算しそれを累積して現在位置を推定する方法とを組み合わせて車両の現在位置を推定する。
移動量推定処理部３０は、定期的に各センサから取得した加速度や角速度などの情報に基づいて、所定期間における車両の走行距離や進行方向などの移動量を算出する。
位置推定処理部４０は、ＧＮＳＳ受信機２１から取得したＧＮＳＳによって得られる位置情報に移動量推定処理部３０が算出した移動量を加え、自車両の現在位置を推定し、その位置情報を課金処理部５０に出力する。
課金処理部５０は、位置推定処理部４０が算出した位置情報に基づいて車両の走行経路を特定し、課金地点や課金対象となる区域の情報を含んだ地図情報と走行経路とを比較し、所定の方法により課金金額を計算する。
周辺車両位置取得部６０は、故障監視部１０が位置検出部２０の異常・故障を検出したときに無線通信手段を用いて周辺車両の位置情報を取得する。
通信部７０は、自車両と他の装置とのデータ通信を行う。通信部７０は、公衆回線通信部７１と、無線ＬＡＮ７２と、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）７３とを備えている。
公衆回線通信部７１は、例えば携帯電話機であって携帯電話網を介して課金処理部５０が計算した課金情報を道路課金システムの管理センタへ送信したり、当該管理センタから課金テーブルや地図情報などを受信する。
無線ＬＡＮ７２は、無線ＬＡＮによる通信手段である。無線ＬＡＮ７２は、故障監視部１０が位置検出部２０の異常を検出した場合、周辺車両位置取得部６０が周囲車両に位置情報を問い合わせ、周囲車両から位置情報を取得するために使用する。
ＤＳＲＣ７３は、ＤＳＲＣ方式による通信手段である。課金地点の路側に設置されたアンテナとＤＳＲＣ方式で通信し、そのアンテナが設置された場所の識別情報などを受信する。受信した情報は、例えば公衆回線通信部７１を介して道路課金システムの管理センタへ送信され、課金処理が行われる。本実施形態の道路課金システムでは、ＧＮＳＳとセンサを用いた位置情報による課金だけでなく、ＤＳＲＣによる課金も行われる。
記憶部８０は、管理センタから受信した地図情報や課金テーブル等を記憶している。
ＩＣカードリーダ９０は、自己位置測定装置に搭載されたＩＣカードリーダである。ＩＣカードリーダ９０は、課金用のＩＣカードのリード・ライト処理及び認証処理などのセキュリティ処理を行う。
なお、これら故障監視部１０、移動量推定処理部３０、位置推定処理部４０、課金処理部５０、周辺車両位置取得部６０は、自己位置測定装置１に備わるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）がプログラムを実行することにより備わる機能である。
図２は本発明の第一の実施形態における自車両の測位方法の処理フロー図である。
図３は本発明の第一の実施形態における自車両の測位方法の説明図である。
図２、図３を用いて、本実施形態における自車両の測位方法について説明する。
前提として図３が示すように自車両１００と近隣において周辺車両２００が走行又は停止しているものとする。
まず、自車両１００における所定の操作により自車両１００は現在位置の測位を開始する（ステップＳ１）。例えば、ＧＮＳＳ受信機２１が衛星からの信号を良好に受信できる場合、位置推定処理部４０は、ＧＮＳＳ受信機２１が所定の時間ごとに衛星から受信した位置情報を取得し、その位置情報を自車両１００の現在における位置情報としてもよい。また、ＧＮＳＳ受信機２１が衛星からの信号を受信できない地区を走行しているときは、最後に衛星からの信号を受信した位置からの移動量を移動量推定処理部３０が公知の技術によって計算し、位置推定処理部４０は最後に衛星から受信した位置情報にその移動量を加算して自車両１００の現在における位置情報としてもよい。また、位置推定処理部４０は、自車両１００が路側アンテナが設置された地点を通過した際には、ＤＳＲＣ７３が無線通信によって得たそのアンテナの識別情報を用いて記憶部８０が記憶するアンテナ位置情報を含む地図情報を参照し、それによって特定した通過地点の位置情報を他の手段で得た位置情報に加えて自車両１００の現在位置を推定してもよい。
次に故障監視部１０は、ＧＮＳＳ受信機２１が取得する位置情報の品質によりＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したか否かを判定する（ステップＳ２）。例えばＧＮＳＳ受信機２１が受信したデータに異常があれば、故障監視部１０は、位置情報の品質が劣悪でありＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したと判定してもよい。また、故障監視部１０は、ＧＮＳＳ受信機２１による信号の受信に際し通信異常があればＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したと判定してもよい。通信異常とは、例えばＧＮＳＳ受信機２１が所定時間にわたり信号を受信できない場合などのことをいう。通信異常によってＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したか否かを判定する方法は、例えば次のようにして行ってもよい。記憶部８０の記憶する地図情報に衛星から受信できる信号の品質の予測を示す品質予測情報が付加されていて、故障監視部１０は、現在の推定位置における品質予測情報を記憶部８０から読み取る。そして、故障監視部１０は、その品質予測情報が所定の基準と比較して良好と判断できる場合のみ通信異常によるＧＮＳＳ受信機２１の異常判定を行ってもよい。また、例えば地図情報のトンネルを示す位置には受信信号の品質が劣悪であることを示す品質予測情報が付加されていて、位置推定処理部４０が前回ＧＮＳＳから受信した位置情報と移動量推定処理部３０が算出したその後の移動量とに基づいて推定した現在位置が当該トンネルであることを示しているとする。その場合、故障監視部１０は、推定した現在位置を用いて地図情報に付加された現在位置の品質予測情報を記憶部８０から読み出して、所定の基準値とその品質予測情報とを比較して現在位置における受信信号の予測品質が劣悪であると判定できる場合には、ＧＮＳＳ受信機２１によって所定時間信号が受信できなくてもＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したと判定しなくてもよい。
また、エンジンを停止した際に位置推定処理部４０がそのときの推定位置を記憶部８０に記録していて、再びエンジンを始動した際に位置推定処理部４０が推定した現在位置と、エンジン停止時に記録した位置とが所定の距離以上乖離していれば、故障監視部１０は、位置情報の品質が劣悪でありＧＮＳＳ受信機２１に異常があると判定してもよい。また、今回受信した信号による位置情報と例えば前回衛星から受信した位置情報との変位が、移動量推定処理部３０が算出したその間における変位と比較して所定距離以上乖離することが所定期間内に所定回数以上発生すれば故障監視部１０は、位置情報の品質が劣悪でありＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したと判定してもよい。
故障監視部１０が、ＧＮＳＳ受信機２１の異常を検出しない場合（ステップＳ１＝Ｎｏ）、ステップＳ１の測位を繰り返す。
ＧＮＳＳ受信機２１の異常を検出した場合（ステップＳ１＝Ｙｅｓ）、故障監視部１０は、暫定的な測位を行う旨の指示信号を周辺車両位置取得部６０に出力する。
周辺車両位置取得部６０は、その指示信号を取得すると無線ＬＡＮ７２を介して位置情報要求信号（符号３０１）を発信する（ステップＳ３）。すると情報取得可能領域内に存在している周辺車両２００が、自車両１００が送信した位置情報要求信号を受信する。信号を受信した周辺車両２００は、自車両１００と同様に現在位置を推定する手段を備えており、その手段によって推定した周辺車両２００の現在の推定位置情報を含む回答信号を自車両１００に送信する（符号３０２）。あるいは周辺車両２００は、自車両１００から位置情報要求信号を受信すると衛星から最新の位置情報を再受信して自車両１００へ送信してもよい。そして自車両１００は、無線ＬＡＮ７２を介して周辺車両２００から位置情報を含む位置情報要求信号に対する回答信号を受信する（ステップＳ４）。周辺車両位置取得部６０は、その位置情報を取得し、ＧＮＳＳ受信機２１衛星から受信した自車両の位置情報の代わりに記憶部８０に記録する（ステップＳ５）。その後は、通常時における現在位置推定方法と同様に、位置推定処理部４０が、周辺車両位置取得部６０の記録した位置情報に移動量推定処理部３０が算出した移動量を加算して自車両１００の現在位置を推定する。
以上で本処理フローを終了する。
本実施形態によれば、高温や振動などでＧＮＳＳ受信機２１が故障したときにも周辺車両が所有する位置情報から自車両の位置を推定することが可能である。それによって、ＧＮＳＳ受信機が故障した場合であっても課金処理を行うことができる。
＜変形例＞
なお、図２の処理フローのステップＳ２において、次のような判定方法も考えられる。故障監視部１０が、定期的に無線ＬＡＮ７２を介して周辺車両２００から位置情報を取得する。そして故障監視部１０は、取得した位置情報と位置推定処理部４０が推定した位置情報とを比較し、所定の距離以上離れていれば故障監視部１０は、ＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したと判定する。なお、周辺車両２００が１台の場合、相手の車両に搭載したＧＮＳＳ受信機が故障していることも考えられるので複数の周辺車両２００から位置情報を取得することが好ましい。全車両が互いに複数の周辺車両２００から得られる位置情報を参照して自車両１００の位置情報の精度を確認する方式をとることで、何らかの原因によって生じた測位誤差による車両間の課金金額の不均衡を防止する効果も期待できる。
また、図２の説明では自車両１００のエンジン停止時とその後の始動時における測位結果の乖離を故障判定の基準としたが、例えばサイドブレーキを引いて停止している間に位置推定処理部４０にて現在位置を測定し続け、現在位置の変動が確認された場合は故障と判断することができる。同様に、加速度センサやジャイロセンサの出力値に変化がない状態にて位置推定処理部４０で算出した現在位置の変動が確認された場合は故障と判断することができる。
＜第二の実施形態＞
以下、本発明の第二の実施形態による車両の位置測定方法を図４〜図６を参照して説明する。
図４は第二の実施形態による自己位置測定装置の機能ブロック図である。図４で示すように、本実施形態による自己位置測定装置１は、電波強度位置算出部６１を備えており、他の構成は第一の実施形態と同じである。
本実施形態の電波強度位置算出部６１は、複数の周辺車両２００から受信した回答信号に含まれる複数の周辺車両２００それぞれの位置情報と回答信号の受信電波強度を利用して、自車両１００の現在位置を算出する。電波強度位置算出部６１は、自己位置測定装置１に備わるＣＰＵがプログラムを実行することにより備わる機能である。
図５は本発明の第二の実施形態における自車両の測位方法の処理フロー図である。
図６は本発明の第二の実施形態における自車両の測位方法の説明図である。
図５、図６を用いて、本実施形態における自車両の測位方法について説明する。
まず、ステップＳ１からステップＳ３までは実施形態１と同じである。つまり、故障監視部１０が、ＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したことを判定すると周辺車両位置取得部６０が位置情報要求信号（図６の符号３０１−１、３０１−２、３０１−３）を送信する。
そして次のステップＳ４では、自車両１００は、少なくとも３台の周辺車両２００（符号２００−１、２００−２、２００−３）から位置情報を含む回答信号（符号３０２−１、３０２−２、３０２−３）を受信する。このとき本実施形態では周辺車両位置取得部６０が無線ＬＡＮ７２を介して受信した回答信号を電波強度位置算出部６１へ出力する。また、電波強度位置算出部６１は、位置情報の他に無線ＬＡＮ７２が検出した各周辺車両２００から受信した回答信号の電波強度を無線ＬＡＮ７２より取得する。そして電波強度位置算出部６１は、取得した位置情報と電波強度から自車両１００の現在位置を三角測量などを用いて推定する（ステップＳ１１）。
現在位置を推定する方法は、例えば以下のような方法であってもよい。まず記憶部８０には予め無線ＬＡＮの電波強度とその電波強度で回答信号を受信した場合の相手車両からの距離との関係を規定したテーブルが格納されているものする。電波強度位置算出部６１は、取得した各電波強度に対応する距離情報をこのテーブルから読み出す。次に電波強度位置算出部６１は、各周辺車両２００から取得した位置情報が示す位置を中心として読み出した距離情報が示す長さを半径とする円を描いたときの全ての円の交点を求め、それを自車両１００の現在位置と推定する。なお、全ての円が１点で交わらない場合などは、複数の円の交点を結ぶ多角形の重心を自車両１００の現在位置とするなど所定の方法で現在位置を推定してもよい。
電波強度位置算出部６１は、例えば上述の方法で自車両１００の現在位置を推定するとその位置情報を周辺車両位置取得部６０に出力し、周辺車両位置取得部６０は、その位置情報をＧＮＳＳ受信機２１が衛星から受信した位置情報の代わりに記憶部８０に記録する（ステップＳ５）。その後の測位方法については第一の実施形態と同じである。
以上で本処理フローを終了する。
本実施形態によれば、複数の周辺車両の位置情報を用いて自車両の現在位置を推定することでより精度の高い測位が可能となる。それによって、ＧＮＳＳ受信機が故障した場合であってもより正確な車両の走行経路や滞在位置情報に基づいて課金処理を行うことができる。
＜第三の実施形態＞
以下、本発明の第三の実施形態による車両の位置測定方法を図７〜図９を参照して説明する。本実施形態での特徴のある構成は第一の実施形態と組み合わせることも可能であるが第二の実施形態と組み合わせた例を用いて説明する。
図７は第三の実施形態による自己位置測定装置の機能ブロック図である。図７で示すように、本実施形態による自己位置測定装置１は、信頼度レベルチェック部６２を備えており、他の構成は第二の実施形態と同じである。
本実施形態の信頼度レベルチェック部６２は、周辺車両２００から受信した位置情報の信頼度を回答信号に含まれる信頼度レベル情報に応じて評価する。例えば、信頼度レベルチェック部６２は、自車両１００の故障監視部１０が異常を検出しない場合における自車両１００における測位の信頼度レベルと周辺車両２００から取得した信頼度レベルとを比較する。そして信頼度レベルチェック部６２は、周辺車両２００から取得した信頼度レベルが自車両の信頼度レベル以上の場合のみその周辺車両２００から取得した位置情報と受信電波強度とを用いて推定した位置を自車両の位置情報として採用する。信頼度レベルチェック部６２は、自己位置測定装置１に備わるＣＰＵがプログラムを実行することにより備わる機能である。
図８は本発明の第三の実施形態において使用する位置情報信頼度レベルテーブルの一例である。
図８を用いて本実施形態で用いる位置情報の信頼度レベルについて説明する。図８で例示するテーブルの「信頼度レベル」欄の値は、各周辺車両２００が送信する自身の位置情報の信頼度を示している。この値は、大きい程、信頼度が高いことを示している。各周辺車両２００は、自身の位置情報と共にその位置情報の信頼度レベルを自車両１００に送信する。「内容」欄の値は、その信頼度レベルに対応する測定技術が記載されている。図８の例では、ＧＮＳＳからの信号受信によって得られる位置情報と加速度センサやジャイロセンサでの測定値に基づく移動量とを組み合わせて測位する方法は信頼度レベルが「２」で最も信頼性が高い。また、例えばＧＮＳＳ受信機２１を備えておらず、加速度センサなど自律センサによる測定値だけで測位する場合は信頼度レベルが「１」である。例えば、ＧＮＳＳ受信機２１を備えていても故障しており、ＤＳＲＣや加速度センサ等だけで測位する場合なども信頼度レベルが「１」となる。また、ＧＮＳＳ受信機２１もセンサ類も備えていない場合、その車両から取得できる位置情報の信頼度レベルは「０」である。信頼度レベルが「０」の車両による位置情報とは、例えばその車両が定期的に無線ＬＡＮで他の周辺車両２００から取得した位置情報であることが考えられる。
本実施形態では自車両１００の信頼度レベルチェック部６２が、図８で例示したテーブルを記憶部８０から読み出し、周辺車両２００から取得した信頼度レベル情報をこのテーブルに基づいて評価し、どの周辺車両２００から取得した位置情報を用いて自車両１００の位置を推測するかを決定する。
図９は本発明の第三の実施形態における自車の測位方法の処理フロー図である。
図９を用いて本実施形態における自車両１００の測位方法について説明する。
まず、ステップＳ１からステップＳ３までは第二の実施形態と同じである。つまり、故障監視部１０が、ＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したことを判定すると周辺車両位置取得部６０が位置情報要求信号を送信する。そしてステップＳ４において、電波強度位置算出部６１は、３以上の周辺車両２００から回答信号と電波強度を無線ＬＡＮ７２より取得する。本実施形態では回答信号には各車両の位置情報等に加えて信頼度レベル情報が含まれており、電波強度位置算出部６１は、取得した回答信号に含まれる位置情報と電波強度と信頼度レベルとを信頼度レベルチェック部６２へ出力する（ステップＳ４）。次に信頼度レベルチェック部６２は、記憶部８０から自車両１００の信頼度レベル情報を読み出し、取得した全ての周辺車両２００の信頼度レベルと比較する。そして信頼度レベルチェック部６２は、信頼度レベルが自車両１００の信頼度レベル以上の位置情報を選択する。そして選択した情報の数が３以上であれば（ステップＳ１２＝Ｙｅｓ）、信頼度レベルチェック部６２は、選択した位置情報及び電波強度を含む情報を電波強度位置算出部６１へ出力する。
そして電波強度位置算出部６１は、第二の実施形態と同様に自車両１００の位置情報を算出し（ステップＳ１１）、周辺車両位置取得部６０は、その位置情報を自車両１００の位置情報としてＧＮＳＳ受信機２１が衛星から受信した位置情報の代わりに記憶部８０に記録する（ステップＳ５）。
一方、自車両１００以上の信頼度レベルを含む位置情報の数が３未満であれば（ステップＳ１２＝Ｎｏ）、信頼度レベルチェック部６２は、エラー信号を周辺車両位置取得部６０へ出力し、ステップＳ４からの処理を繰り返す。
以上で本処理フローを終了する。
本実施形態によれば、信頼度の低い周辺車両の位置情報を計算から除外することが可能である。それによって精度の高い位置情報に基づいて課金処理を行うことが可能になる。
なお、多くの周辺車両２００から回答信号が受信できる場合などは上述の方法でもよいが、走行車両が少ない場合など所望の信頼度レベル以上の測位手段を有する周辺車両２００から回答信号を得られないことも考えられる。そのような場合、たとえ信頼度レベルが低くてもその位置情報を用いて自車両１００の現在位置を推定してもよい。
例えば図８で例示したテーブルが各信頼度レベルに対して重み付け情報を備えており、図９の処理フローのステップＳ１２において自車両１００が備える測位手段の信頼度レベルとの比較を行わず、ステップＳ１１において信頼度レベルチェック部６２が重み付けを考慮して位置情報の算出を行ってもよい。
一例をあげると図８で例示したテーブルに「重み付け」欄を追加し、信頼度レベルが「２」ならば重み付けは「３」、信頼度レベルが「１」ならば重み付けは「１」、信頼度レベルが「０」ならば重み付けは「０」のように設定されているとする。また、周辺車両は２台のみであるとし、自車両１００はこの２台の周辺車両からそれぞれ位置情報と信頼度レベルを取得したとする。また、取得した周辺車両の信頼度レベルはそれぞれ「２」と「１」であるとする。この場合、まず信頼度レベルチェック部６２は、周辺車両位置取得部６０からそれぞれの回答信号を取得する。また、信頼度レベルチェック部６２は、上記のテーブルからそれぞれの信号に含まれる信頼度レベルに対応する重み付けの情報を読み取る。そして信頼度レベルチェック部６２は回答信号に含まれる位置情報を用いて現在位置を推定する。ここで信頼度レベルが「２」の位置情報（重み付け「３」）によって推定した現在位置を「Ａ」とし、信頼度レベルが「１」の位置情報（重み付け「１」）によって推定した現在位置を「Ｂ」とする。すると例えば信頼度レベルチェック部６２は、重み付け情報を用いて「Ａ」と「Ｂ」を結ぶ直線を４（３＋１）等分し、それらの点のうち最も位置「Ａ」に近い点を現在位置と推定してもよい。新しく現在位置と推定した点は、「Ａ」と「Ｂ」とから「１：３」の距離にあり、２台の周辺車両が推定した位置情報に対する信頼度レベルの重み付けを反映した位置である。信頼度レベルチェック部６２はこの位置情報を周辺車両位置取得部６０に出力し、周辺車両位置取得部６０は、この推定した位置情報をＧＮＳＳ受信機２１が衛星から受信した位置情報の代わりに記憶部８０に記録する。
なお、上述の自己位置測定装置は内部にコンピュータを有している。そして、上述した自己位置測定装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、周辺車両から位置情報を取得する手段は無線ＬＡＮでなく、他の無線通信手段であってもよい。
１・・・自己位置測定装置
１０・・・故障監視部
２０・・・位置検出部
２１・・・ＧＮＳＳ受信機
２２・・・加速度センサ
２３・・・ジャイロセンサ
２４・・・方位センサ
３０・・・移動量推定処理部
４０・・・位置推定処理部
５０・・・課金処理部
６０・・・周辺車両位置取得部
６１・・・電波強度位置算出部
６２・・・信頼度レベルチェック部
７０・・・通信部
７１・・・携帯電話
７２・・・無線ＬＡＮ
７３・・・ＤＳＲＣ
８０・・・記憶部
９０・・・ＩＣカードリーダ
１００・・・自車両
２００・・・他車両
３０１・・・位置情報要求信号
３０２・・・回答信号

Claims (19)

  1. 自車両の位置情報を所定の品質で外部から取得できた否かを判定する過程と、
    所定の品質で前記位置情報が取得できなかったと判定した場合に自車両の情報取得可能領域内に存在する周辺車両の位置情報を取得する過程と、
    取得した周辺車両の位置情報を自車両の位置情報に置き換える過程と、
    を有することを特徴とする車両の位置測定方法。
  2. 前記周辺車両の位置情報を通信にて複数取得し、前記取得した複数の位置情報と前記取得に用いたそれぞれの通信における受信電波強度とから自車両の位置情報を算出する
    ことを特徴とする請求項１の車両の位置測定方法。
  3. 前記周辺車両の位置情報を取得する過程では、さらに当該位置情報の信頼度を示す情報を取得し、
    自車両の位置情報が所定の品質で取得できないと判定した場合に、周辺車両の位置情報から、自車両以上に信頼度の高い位置情報を選択する過程
    を有することを特徴とする請求項１または請求項２の位置測定方法。
  4. 前記周辺車両の位置情報を取得する過程では、さらに当該位置情報の信頼度を示す情報を取得し、
    自車両の位置情報が所定の品質で取得できないと判定した場合に、自車両及び周辺車両の位置情報に重み付けを付加して位置情報を算出し自車両の位置情報に置き換える過程と、
    を有することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の位置測定方法。
  5. 前記品質の判定を、前記位置情報の外部からの取得における通信異常の有無により行う
    ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の位置測定方法。
  6. 前記品質の判定を、前記外部から取得したデータの異常の有無により行う
    ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の位置測定方法。
  7. 前記品質の判定を、自車両のエンジン停止の際に記録された位置情報が示す位置と、エンジン始動の際に推測された位置情報が示す位置とが所定以上乖離しているか否かにより行う
    ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の位置測定方法。
  8. 前記品質の判定を、前記外部から取得した位置情報に基づいて推定した自車両の位置と前記取得した周辺車両の位置情報から推定した自車両の位置とを比較し、それらが所定以上乖離しているか否かにより行う
    ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の位置測定方法。
  9. 前記品質の判定を、前記外部から取得した自車両の位置情報の所定時間における変位と自車両が備えるセンサにより測位した前記所定時間における変位との乖離が所定以上であるか否かにより行う
    ことを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１項に記載の位置測定方法。
  10. 自車両の位置情報が所定の品質で外部から取得できたか否かを判定する故障監視部と、
    所定の品質で前記位置情報が取得できないと判定した場合に自車両の情報取得可能領域内に存在する周辺車両の位置情報を取得する周辺車両位置取得部と、
    取得した周辺車両の位置情報を自車両の位置情報を推定する位置推定処理部と、
    を有する自己位置測定装置。
  11. 前記周辺車両位置取得部は、前記周辺車両の位置情報を通信にて複数取得し、
    前記取得した複数の位置情報と前記取得に用いたそれぞれの通信における受信電波強度とから自車両の位置情報を算出する電波強度位置算出部
    を備えることを特徴とする請求項１０に記載の自己位置測定装置。
  12. 前記周辺車両の位置情報の信頼度を示す情報を取得し、周辺車両の位置情報から、自車両以上に信頼度の高い位置情報を選択する信頼度レベルチェック部
    を備えることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の自己位置測定装置。
  13. 前記信頼度レベルチェック部は、信頼度レベルに応じた重み付けを取得し、自車両及び周辺車両の位置情報に前記重み付けを付加して位置情報を算出する
    ことを特徴とする請求項１２に記載の自己位置測定装置。
  14. 前記故障監視部は、前記品質の判定を、前記位置情報の外部からの取得における通信異常の有無により行う
    ことを特徴とする請求項１０から請求項１３の何れか１項に記載の自己位置測定装置。
  15. 前記故障監視部は、前記品質の判定を、前記外部から取得したデータの異常の有無により行う
    ことを特徴とする請求項１０から請求項１４の何れか１項に記載の自己位置測定装置。
  16. 前記故障監視部は、前記品質の判定を、自車両のエンジン停止の際に記録された位置情報が示す位置と、エンジン始動の際に推測された位置情報が示す位置とが所定以上乖離しているか否かにより行う
    ことを特徴とする請求項１０から請求項１５の何れか１項に記載の自己位置測定装置。
  17. 前記故障監視部は、前記品質の判定を、前記外部から取得した位置情報に基づいて推定した自車両の位置と前記取得した周辺車両の位置情報から推定した自車両の位置とを比較し、それらが所定以上乖離しているか否かにより行う
    ことを特徴とする請求項１０から請求項１６の何れか１項に記載の自己位置測定装置。
  18. 前記故障監視部は、前記品質の判定を、前記外部から取得した自車両の位置情報の所定時間における変位と自車両が備えるセンサにより測位した前記所定時間における変位との乖離が所定以上であるか否かにより行う
    ことを特徴とする請求項１０から請求項１７の何れか１項に記載の自己位置測定装置。
  19. 請求項１から請求項９の何れか１項に記載の位置測定方法で自車両の現在位置を測定する自己位置測定装置を備えることを特徴とする車載器。
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