JP2017215285A - 衛星信号処理方法及び衛星信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に設けたアンテナを用いて信頼性の高い衛星信号を取得する。【解決手段】衛星信号処理方法では、車両１の周囲を撮影した撮像画像５０中の天空が写った画像領域を検出する（Ｓ２、Ｓ２１）。また、複数の測位衛星のそれぞれの軌道情報に基づいて複数の測位衛星の方位角及び仰角をそれぞれ算出する（Ｓ４、Ｓ２３）。車両に設けたアンテナで前記複数の測位衛星からそれぞれ受信した衛星信号のうち、車両との見通し線が遮られない測位衛星から送信された衛星信号を、画像領域並びに測位衛星の方位角及び仰角に基づいて選択する（Ｓ７、Ｓ８、Ｓ２６、Ｓ２７）。【選択図】図４

Description

本発明は、衛星信号処理方法及び衛星信号処理装置に関する。

人工衛星からの信号を安定して受信する技術として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。
特許文献１に記載の信号処理装置は、人工衛星の軌道スケジュール及び時刻を含む信号を受信する複数の受信手段を異なる方向に配置し、受信手段によって受信された人工衛星の軌道スケジュールを軌道スケジュール記憶手段に記憶する。信号処理装置は、軌道スケジュール記憶手段に記憶された人工衛星の軌道スケジュールと観測した人工衛星の軌道との比較に応じて複数の受信手段によって受信された信号のうちの１つ以上を選択する。

特開２０１１−１６００７２号公報

ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星等の測位衛星の衛星信号を車両にて受信する場合、車両の移動に伴って車両と測位衛星との間に存在する障害物の配置が変化する。したがって障害物の影響を予め予測することができない。
このため、上記従来の信号処理装置によれば、軌道スケジュールが表す方向の測位衛星から衛星信号を受信すれば、障害物の影響の有無に関わらずこの衛星信号を採用することになる。この結果、例えば障害物を回り込んで伝搬経路が延びた衛星信号が採用されてしまうことがあり、信頼性の高い衛星信号を選択することができない。
本発明は、車両に設けたアンテナを用いて信頼性の高い衛星信号を取得することを目的とする。

本発明の一態様に係る衛星信号処理方法では、車両の周囲を撮影した撮像画像中の天空が写った画像領域を検出する。また、複数の測位衛星のそれぞれの軌道情報に基づいて複数の測位衛星の方位角及び仰角をそれぞれ算出する。車両に設けたアンテナで前記複数の測位衛星からそれぞれ受信した衛星信号のうち、車両との見通し線が遮られない測位衛星から送信された衛星信号を、画像領域並びに測位衛星の方位角及び仰角に基づいて選択する。

本発明によれば、車両に設けたアンテナを用いて信頼性の高い衛星信号を取得することができる。

実施形態の衛星信号処理装置を搭載した車両の概略構成の一例を示すブロック図である。 車両の周囲を撮影した撮像画像の一例である。 図２Ａの撮像画像の２値画像の一例である。 測位衛星の有効性の判定方法の一例の説明図である。 第１実施形態に係る衛星信号処理方法の一例のフローチャートである。 第２実施形態に係る衛星信号処理装置の説明図である。 第２実施形態に係る衛星信号処理方法の一例のフローチャートである。 第３実施形態に係る衛星信号処理装置の説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
（第１実施形態）
（構成）
図１を参照する。車両１は、実施形態に係る衛星信号処理装置を備える。衛星信号処理装置は、カメラ１０と、受信モジュール１１と、コントローラ１２と、記憶装置１３を備える。
カメラ１０は、車両１の周囲を撮影することにより車両１から周囲を見る視界の撮像画像を生成する。以下、カメラ１０により撮影された車両１の周囲の撮像画像を「周囲画像」と表記することがある。
カメラ１０は、例えば車両１から車両１の前方を見る視界の周囲画像を撮影する単一のカメラであってもよい。カメラ１０は、車両１から車両１の前方、側方、後方を見るそれぞれの視界の周囲画像を撮影する複数のカメラであってもよい。例えばカメラ１０は、車両１に設置された車載カメラであってよい。
カメラ１０は、生成した周囲画像をコントローラ１２へ出力する。

受信モジュール１１は車両１に設けられ、複数の測位衛星２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ…から送信された衛星信号を受信する。以下、測位衛星２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ…を総称して「測位衛星２」と表記することがある。
測位衛星２は、例えば衛星信号としてＧＰＳ信号を送信するＧＰＳ衛星であってよく、これに限定されることなく例えばＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）等の他の衛星測位システムで使用される測位衛星であってもよい。受信モジュール１１は、複数の測位衛星２から送信された衛星信号を受信するためのアンテナ２０を備える。受信モジュール１１は、受信した衛星信号をコントローラ１２へ出力する。

コントローラ１２は、複数の測位衛星２から受信した衛星信号のいずれかを選択し、選択された衛星信号に基づいて車両１の現在位置を測定する。コントローラ１２は、衛星信号処理部３０と、軌道情報取得部３１と、測位部３２を備える。
衛星信号処理部３０は、受信モジュール１１からコントローラ１２へ入力された衛星信号を処理して、複数の測位衛星２から受信した衛星信号のうち車両１の測位に使用する信号を選択する。衛星信号処理部３０は、信号受取部４０と、有効領域検出部４１と、有効性判定部４２と、信号選択部４３と、信号出力部４４を備える。

信号受取部４０は、受信モジュール１１からコントローラ１２へ入力された複数の測位衛星２の衛星信号をそれぞれ受信する。
有効領域検出部４１は、カメラ１０からコントローラ１２へ入力された周囲画像を受信する。有効領域検出部４１は、周囲画像中の天空が写った画像領域を、車両１と測位衛星２との間の見通し線（すなわちアンテナ２０と測位衛星２との間の見通し線）が遮られない方位角及び仰角の範囲を写した画像領域として検出する。
以下、周囲画像中の天空が写った画像領域を「第１有効領域」と表記することがある。また、周囲画像中の天空が写っていない画像領域を「無効領域」と表記することがある。無効領域は、車両１と天空との間の見通し線が障害物により遮られている範囲と、水平線以下の範囲とを含む。

図２Ａ及び図２Ｂを参照して第１有効領域の検出方法の一例を説明する。有効領域検出部４１は、カメラ１０から図２Ａに示す周囲画像５０を受信する。
例えば、有効領域検出部４１は、周囲画像５０において輝度変化が所定閾値未満である連続領域のうち最も面積が広い領域を第１有効領域として検出してよい。
例えば、有効領域検出部４１は、周囲画像５０の輝度分布に含まれる輝度のうち比較的大きな輝度を閾値として設定し、周囲画像５０を、閾値以上の輝度の領域と閾値未満の輝度の領域に分けた２値画像に変換する。図２Ｂは、周囲画像５０の２値画像５１の一例を示す。有効領域検出部４１は、閾値以上の輝度を有する連続領域のうち最も面積が広い領域５２を第１有効領域として検出する。周囲画像５０中の第１有効領域５２以外の領域５３が無効領域となる。
また、有効領域検出部４１は、仰角が比較的大きいため障害物に遮られないと想定される領域の輝度に基づき閾値範囲を設定してもよい。有効領域検出部４１は、閾値範囲内の輝度を有する連続領域のうち最も面積が広い領域を第１有効領域として検出してもよい。

図１を参照する。有効性判定部４２は、有効領域検出部４１が検出した第１有効領域と複数の測位衛星２のそれぞれの軌道情報３３に基づき、それぞれの測位衛星２の有効性、すなわち測位衛星２から受信した衛星信号を車両１の測位に用いる候補とするか否かを判定する。
軌道情報３３は、例えば、各時刻における複数の測位衛星２のそれぞれの衛星位置を測位衛星２の識別情報に対応付けて記憶するデータベースであってよい。

例えば、軌道情報取得部３１は、信号受取部４０が受信した衛星信号から測位衛星２の任意の瞬間の位置を計算するためのパラメータを取り出し、このパラメータに基づいて各時刻における測位衛星２の位置を予め算出することで軌道情報３３を取得してよい。例えば、軌道情報取得部３１は、ＧＰＳで使用されるアルマナック（almanac）及びエフェメリス（ephemeris）の両方に基づいて測位衛星２の位置を算出してよい。軌道情報取得部３１は、アルマナック及びエフェメリスの一方に基づいて測位衛星２の位置を算出してもよい。
または、軌道情報取得部３１は、不図示の通信装置を用いて、車車間通信、路車間通信、又はインターネットなどの公衆通信網を介して、計算済みの軌道情報３３を取得してもよい。
軌道情報取得部３１は、取得した軌道情報３３を記憶装置１３へ格納する。

有効性判定部４２は、現時点での複数の測位衛星２の軌道情報３３を記憶装置１３から参照し、受信した衛星信号の送信元の測位衛星２が軌道情報３３に整合するか否かを判定する。例えば、送信元の測位衛星２の軌道情報３３から算出した現在位置が水平線より高い場合には、有効性判定部４２は、測位衛星２が軌道情報３３に整合すると判定する。現在位置が水平線以下の場合には、有効性判定部４２は、測位衛星２が軌道情報３３に整合しないと判定する。

次に、有効性判定部４２は、車両１に対する複数の測位衛星２の方位角及び仰角をそれぞれ算出する。例えば、有効性判定部４２は、前回の測位サイクルで測定した車両１の位置を記憶装置１３から読み出し、前回の測位結果と軌道情報３３が表す測位衛星２の現在位置とに基づいて、車両１に対する測位衛星２の方位角及び仰角を算出してよい。また、例えば有効性判定部４２は、受信した衛星信号に基づいて車両１の位置を暫定的に算出し、算出した車両１の位置と測位衛星２の現在位置とに基づいて方位角及び仰角を算出してもよい。
有効性判定部４２は、有効領域検出部４１が検出した第１有効領域と、複数の測位衛星２の方位角及び仰角とに基づいて、複数の測位衛星２と車両１との間のそれぞれの見通し線が遮られるか否かを判断する。

図３を参照する。例えば、有効性判定部４２は、複数の測位衛星２の方位角及び仰角によってそれぞれ表される複数の測位衛星２の位置を、周囲画像５０の撮影方向に直交する２次元平面５４上に投影する。図示の例では、測位衛星２ａの位置が車両１の前方の２次元平面５４上の位置５７に投影される。また、測位衛星２ｂの位置が２次元平面５４上の位置５８に投影される。

そして、２次元平面５４上に投影された測位衛星２ａの投影位置５７が、周囲画像５０中の第１有効領域に対応する範囲５５内にある場合、有効性判定部４２は、測位衛星２ａと車両１との間のそれぞれの見通し線が遮られないと判定する。２次元平面５４上に投影された測位衛星２ｂの投影位置５８が、周囲画像５０中の無効領域に対応する範囲５６内にある場合、有効性判定部４２は、測位衛星２ｂと車両１との間のそれぞれの見通し線が遮られると判定する。
車両側方及び車両後方についても同様の処理を行うことにより、車両１の全周に亘って測位衛星２と車両１との間のそれぞれの見通し線が遮られるか否かを判定することができる。

車両前方を撮影するカメラで撮影した周囲画像５０のみを用いて、車両１の全周に亘って見通し線が遮られるか否かを判定することも可能である。
この場合、有効性判定部４２は、異なる位置でそれぞれ連続して車両前方を撮影した周囲画像５０の視差に基づいて、これら周囲画像５０にそれぞれ写った同一の障害物と車両１との相対位置関係を算出してよい。有効性判定部４２は、車両１の周囲の障害物のそれぞれについて算出した相対位置関係に基づいて、任意の視界方向に直交する２次元平面において、天空との見通し線が遮られない領域を検出してもよい。
なお、ステレオカメラを用いて車両１の周囲の障害物と車両１との相対位置関係を検出してもよい。

図１を参照する。受信した衛星信号の送信元の測位衛星２が軌道情報３３に整合し、且つこの測位衛星２と車両１との間のそれぞれの見通し線が遮られない場合、有効性判定部４２は、この測位衛星２が有効であると判定する。すなわち、この測位衛星２から受信した衛星信号は、車両１の測位に用いる候補として採用される。受信した衛星信号の送信元の測位衛星２が軌道情報３３に整合しないか、又はこの測位衛星２と車両１との間のそれぞれの見通し線が遮られる場合、有効性判定部４２は、この測位衛星２が無効であると判定する。この測位衛星２から受信した衛星信号は、車両１の測位に用いる候補として採用されない。

信号選択部４３は、有効性判定部４２によって有効であると判定された測位衛星２から受信した衛星信号のいずれかを選択する。例えば、信号選択部４３は、有効であると判定された測位衛星２から受信した衛星信号のうち４個の衛星信号を選択する。
信号出力部４４は、信号選択部４３が選択した衛星信号を測位部３２へ出力する。
測位部３２は、信号出力部４４から衛星信号を受信する。測位部３２は、受信した衛星信号に基づいて車両１の現在位置を測定する。

測位部３２は、信号出力部４４から受信した衛星信号に含まれる軌道データに基づいて測位衛星２の現在位置を算出する。軌道データは、例えば衛星信号の送信元の測位衛星２の任意の瞬間の位置を計算するためのパラメータであって、例えばＧＰＳで使用されるエフェメリスであってよい。
測位部３２は、４個の測位衛星２の現在位置と衛星信号の伝搬時間に基づいて車両１の現在位置を測定する。

測位部３２は、車両１に設けられたナビゲーション装置１４に測位結果を出力する。また、測位部３２は、記憶装置１３に測位結果を格納する。
ナビゲーション装置１４は、測位部３２によって測定された車両１の現在位置を、不図示のディスプレイ装置に表示された地図上に表示する。また、ナビゲーション装置１４は、車両１の現在位置から目的地まで至る走行経路を計算し、目的地までの運転を案内するナビゲーション情報を生成して運転者へ通知する。
また、車両１が自動運転機能を有する場合には、測位部３２によって測定された車両１の現在位置に基づき、車両１の現在位置から目的地まで至る車両１の自動走行を制御してもよい。

（動作）
次に第１実施形態に係る衛星信号処理装置の動作の一例を説明する。図４を参照する。
ステップＳ１においてカメラ１０は、車両１の周囲を撮影することにより車両１から周囲を見る視界の撮像画像、すなわち周囲画像を生成する。コントローラ１２はカメラ１０から周囲画像を取得する。
ステップＳ２において有効領域検出部４１は、周囲画像中の第１有効領域を検出する。
ステップＳ３において有効性判定部４２は、現時点での複数の測位衛星２の軌道情報３３を参照する。

ステップＳ４において有効性判定部４２は、車両１に対する複数の測位衛星２の方位角及び仰角をそれぞれ算出する。そして、有効性判定部４２は、複数の測位衛星２の方位角及び仰角によってそれぞれ表される複数の測位衛星２の位置を、周囲画像の撮影方向に直交する２次元平面上に投影する。
ステップＳ５において受信モジュール１１は、複数の測位衛星２から送信した衛星信号を受信する。信号受取部４０は、受信した衛星信号を受信モジュール１１から受信する。

ステップＳ６において有効性判定部４２は、ステップＳ５で受信した衛星信号が、軌道情報３３に整合する測位衛星からの信号であるか否かを判定する。受信した衛星信号が、軌道情報３３に整合する測位衛星からの信号である場合（ステップＳ６：Ｙ）、処理はステップＳ７へ進む。受信した衛星信号が、軌道情報３３に整合する測位衛星からの信号でない場合（ステップＳ６：Ｎ）、受信した衛星信号を車両１の測位に使用せずに処理は終了する。

ステップＳ７において有効性判定部４２は、ステップＳ５で受信した衛星信号が、車両１からの見通し線が遮られない測位衛星からの信号であるか否かを判定する。受信した衛星信号が、車両１からの見通し線が遮られない測位衛星からの信号である場合（ステップＳ７：Ｙ）、有効性判定部４２は、ステップＳ５で受信した衛星信号の送信元の測位衛星を有効であると判定する。その後に処理はステップＳ８へ進む。受信した衛星信号が、車両１からの見通し線が遮られない測位衛星からの信号でない場合（ステップＳ７：Ｎ）、受信した衛星信号を車両１の測位に使用せずに処理は終了する。

ステップＳ８において信号選択部４３は、ステップＳ５で受信した衛星信号、すなわち有効な測位衛星からの衛星信号を選択する。
ステップＳ９において信号出力部４４は、信号選択部４３が選択した衛星信号を測位部３２へ出力する。
ステップＳ１０において測位部３２は、信号出力部４４から受信した衛星信号に基づいて車両１の現在位置を測定する。
ステップＳ１１においてナビゲーション装置１４は、測位部３２によって測定された車両１の現在位置を表示する。

（第１実施形態の効果）
（１）カメラ１０は、車両１から車両１の周囲を撮影した周囲画像を生成する。有効領域検出部４１は、周囲画像中の天空が写った第１有効領域を検出する。軌道情報取得部３１は、複数の測位衛星２のそれぞれの軌道情報３３を取得する。有効性判定部４２は、軌道情報３３に基づいて車両１に対する複数の測位衛星２の方位角及び仰角をそれぞれ算出する。有効性判定部４２及び信号選択部４３は、車両１に設けたアンテナ２０で複数の測位衛星２からそれぞれ受信した衛星信号のうち、車両１との見通し線が遮られない測位衛星２から送信された衛星信号を、第１有効領域並びに複数の測位衛星２の方位角及び仰角に基づいて選択する。

このため、信号選択部４３は、車両１の移動に伴い車両１の周囲の障害物の配置が変化しても、車両１との見通し線が遮られない測位衛星２から送信された衛星信号のみを選択することができる。したがって、障害物を回り込んで伝搬経路が延びた衛星信号を除外することができ、信頼性の高い衛星信号のみを選択することができる。この結果、車両１に設けたアンテナを用いて信頼性の高い衛星信号を取得することができる。

（２）有効性判定部４２は、測位衛星２の方位角及び仰角によってそれぞれ表される測位衛星２の位置を、周囲画像の撮影方向に直交する２次元平面上へ投影する。有効性判定部４２は、２次元平面上へ投影された位置が第１有効領域に対応する範囲内にある場合に、測位衛星２と車両１との見通し線が遮られないと判断する。
測位衛星２の方位角及び仰角に基づいて周囲画像の撮影方向に直交する２次元平面上へ測位衛星２を投影することにより、周囲画像中の天空が写った第１有効領域に対応する範囲内に測位衛星２の位置が投影されるか否かを判定できる。第１有効領域に対応する範囲内に測位衛星２の位置が投影されるか否かを判定することにより、車両１から天空が見える方位角及び仰角の範囲に測位衛星２があること、すなわち車両１と測位衛星２との見通し線が遮られないことを判断できる。

（変形例）
（１）カメラ１０として、車両１に搭載した状態の携帯情報端末装置の内蔵カメラを利用して車両１の周囲の周囲画像を生成し、コントローラ１２に出力してもよい。携帯情報端末装置は、車両１と通信可能なスマートフォン、タブレット端末、携帯電話機、携帯ゲーム機、又は携帯音楽プレーヤー等でもよい。以下に説明する第２実施形態及び第３実施形態においても同様である。
（２）受信モジュール１１とコントローラ１２とを携帯情報端末装置に設け、車載カメラ１０が撮影した周囲画像を携帯情報端末装置で受信してもよい。そして、携帯情報端末装置において、受信した周囲画像中の第１有効領域内に測位衛星２の位置が投影されるか否かを判定してもよい。以下に説明する第２実施形態及び第３実施形態においても同様である。

（第２実施形態）
（構成）
続いて、第２実施形態に係る衛星信号処理装置を説明する。第２実施形態に係る衛星信号処理装置は、図１を参照して説明した衛星信号処理装置と同様の構成を有する。
図５を参照する。第２実施形態に係る衛星信号処理装置の受信モジュール１１は、車両１の車室内に配置される。このため、受信モジュール１１から見た見通し線（すなわちアンテナ２０から見た見通し線）が車両１の車体によって遮られる範囲が発生する。

例えば、図５に示す領域６０は、受信モジュール１１から見た見通し線が車両１の車体によって遮られない領域を模式的に示す。以下、受信モジュール１１から見た見通し線が車両１の車体によって遮られない領域を、第２有効領域と表記することがある。
第２有効領域６０から到来する測位衛星２ａ及び２ｂからの衛星信号は、車両１の車体によって遮られず受信モジュール１１に直接到達する。このため、伝搬経路が延びていないので信頼性が高い。一方で第２有効領域６０の外から到来する測位衛星２ｃからの衛星信号は、車両１の車体を回り込んで受信モジュール１１に到達するため伝搬経路が延びてしまい信頼性が低下する。

そこで、第２実施形態に係る衛星信号処理装置では、車両１の車室内に配置されたアンテナ２０から見た見通し線が車両１の車体によって遮られない方位角及び仰角の範囲である第２有効領域を予め指定して記憶装置１３に格納する。
有効性判定部４２は、測位衛星２の方位角及び仰角並びに第１有効領域に基づいて選択した衛星信号のうち、アンテナ２０から見た見通し線が車体で遮られない方位角及び仰角（すなわち第２有効領域内の方位角及び仰角）の測位衛星２を有効と判定する。

（動作）
次に第２実施形態に係る衛星信号処理装置の動作の一例を説明する。図６を参照する。
ステップＳ２０〜Ｓ２６の処理は、図４のステップＳ１〜Ｓ７の処理と同様である。ステップＳ２６の判定において、ステップＳ２４で受信した衛星信号が車両１からの見通し線が遮られない測位衛星からの信号である場合（ステップＳ２６：Ｙ）、処理はステップＳ２７へ進む。受信した衛星信号が、車両１からの見通し線が遮られない測位衛星からの信号でない場合（ステップＳ２６：Ｎ）、受信した衛星信号を車両１の測位に使用せずに処理は終了する。

ステップＳ２７において有効性判定部４２は、ステップＳ２４で受信した衛星信号が、アンテナ２０からの見通し線が車体で遮られない方位角及び仰角の測位衛星からの信号であるか否かを判定する。受信した衛星信号が、アンテナ２０からの見通し線が車体で遮られない方位角及び仰角の測位衛星からの信号である場合（ステップＳ２７：Ｙ）、有効性判定部４２は、ステップＳ２４で受信した衛星信号の送信元の測位衛星を有効であると判定する。その後に処理はステップＳ２８へ進む。アンテナ２０からの見通し線が車体で遮られない方位角及び仰角の測位衛星からの信号でない場合（ステップＳ２７：Ｎ）、受信した衛星信号を車両１の測位に使用せずに処理は終了する。
ステップＳ２８〜Ｓ３１の処理は、図４のステップＳ８〜Ｓ１１の処理と同様である。

（第２実施形態の効果）
車両１の車室内に配置されたアンテナ２０から見た見通し線が車両１の車体によって遮られない方位角及び仰角の範囲である第２有効領域を予め指定して記憶装置１３に格納する。有効性判定部４２は、測位衛星２の方位角及び仰角並びに第１有効領域に基づいて選択した衛星信号のうち、アンテナ２０から見た見通し線が車体で遮られない方位角及び仰角（すなわち第２有効領域内の方位角及び仰角）の測位衛星２を有効と判定する。
このため、車両１の車体を回り込んで伝搬経路が延びた衛星信号を除外することができ、信頼性の高い衛星信号のみを選択することができる。この結果、車両１の車室内に設けたアンテナを用いて信頼性の高い衛星信号を取得することができる。

（第３実施形態）
続いて、第３実施形態に係る衛星信号処理装置を説明する。第３実施形態に係る衛星信号処理装置は、図１を参照して説明した衛星信号処理装置と同様の構成を有し、さらに測位衛星２からの衛星信号を、車両１の車室内の異なる位置にそれぞれ配置された複数の受信モジュールにて受信する。すなわち、測位衛星２からの衛星信号を、車室内の異なる位置にそれぞれ配置された複数のアンテナにて受信する。

図７を参照する。衛星信号処理装置は、図１に示すカメラ１０、受信モジュール１１、コントローラ１２及び記憶装置１３に加えて、携帯情報端末装置７０ａ及び７０ｂを備える。図７及び以下の説明において携帯情報端末装置を「携帯端末」と表記することがある。携帯端末７０ａ及び７０ｂを総称して「携帯端末７０」と表記することがある。
携帯端末７０ａは、カメラ７１と、測位衛星２からの衛星信号を受信する受信モジュール７２と、コントローラ７３と、記憶装置７４を備える。受信モジュール７２は例えば受信モジュール１１と同様の構成を有し、測位衛星２からの衛星信号を受信するためのアンテナを備える。携帯端末７０ｂも携帯端末７０ａと同様の構成を有する。
なお、カメラ１０、受信モジュール１１、コントローラ１２及び記憶装置１３もまた、携帯端末に搭載されたコンポーネントであってもよい。

受信モジュール１１と、携帯端末７０ａと、携帯端末７０ｂとは、車室内の異なる位置にそれぞれ配置される。すなわち、受信モジュール１１と、携帯端末７０ａの受信モジュール７２と、携帯端末７０ｂの受信モジュール７２とは、車室内の異なる位置にそれぞれ配置される。
図７に示す領域７５は、携帯端末７０ａの受信モジュール７２（すなわち携帯端末７０ａの受信モジュール７２のアンテナ）から見た見通し線が車両１の車体によって遮られない第２有効領域を模式的に示す。領域７６は、携帯端末７０ｂの受信モジュール７２（すなわち携帯端末７０ｂの受信モジュール７２のアンテナ）から見た見通し線が車両１の車体によって遮られない第２有効領域を模式的に示す。

携帯端末７０は、測位衛星２から受信した衛星信号を、不図示の有線又は無線の通信手段によってコントローラ１２へ送信する。例えば、コントローラ１２及び携帯端末７０は、有線又は無線の通信ネットワークを形成し、通信ネットワークを経由して各々が受信した衛星信号を共有してもよい。

コントローラ１２の有効性判定部４２は、受信モジュール１１のアンテナ２０で受信した衛星信号の送信元の測位衛星２の有効性を判断する。
さらに有効性判定部４２は、携帯端末７０の受信モジュール７２のアンテナで受信した衛星信号の送信元の測位衛星２の有効性を判断する。このとき、携帯端末７０ａ及び７０ｂの配置位置に応じて第２有効領域７５及び７６を予め指定しておき、記憶装置１３に格納しておいてもよい。

有効性判定部４２は、記憶装置１３に格納した第２有効領域７５及び７６に基づき、携帯端末７０で受信した衛星信号が、受信モジュール７２からの見通し線が車体で遮られない方位角及び仰角の測位衛星からの信号であるか否かを判定してよい。
これに代えて、携帯端末７０ａ及び７０ｂの記憶装置７４に第２有効領域７５及び７６をそれぞれ格納してもよい。携帯端末７０のコントローラ７３は、それぞれ受信した衛星信号が、受信モジュール７２からの見通し線が車体で遮られない方位角及び仰角の測位衛星からの信号であるか否かを判定してよい。携帯端末７０は、車体で遮られない方位角及び仰角の測位衛星からの衛星信号のみをコントローラ１２へ送信してもよい。

車室内の異なる位置に複数の受信モジュール１１及び７２をそれぞれ配置することにより、それぞれの受信モジュールから見た見通し線が車両１の車体で遮られない第２有効領域６０、７５及び７６を異ならせることができる。このように、複数の受信モジュール１１及び７２によって複数の異なる第２有効領域６０、７５及び７６をカバーすることにより、車室内に設置された受信モジュール１１及び７２にて受信した衛星信号に与える車体の影響を低減することができる。

なお、携帯端末７０が車室内に持ち込まれても、携帯端末７０がいずれの方向にも見通し線を有しない場合がある。例えば、カバンの中に入れられた状態で車室内に持ち込まれた携帯端末７０は、いずれの方向の見通し線もカバンによって遮られているため測位衛星からの衛星信号の受信手段として用いるのは適切ではない。
このため、例えば携帯端末７０がコントローラ１２との通信ネットワークを検出した場合や携帯端末７０が衛星信号を受信した場合に、携帯端末７０のコントローラ７３は、携帯端末７０のカメラ７１で画像を撮像する。コントローラ７３は、カメラ７１で撮像した画像に基づいて携帯端末７０を衛星信号の受信に用いるか否かを判定する。

例えば、カメラ７１で撮像した画像中の全ての領域において輝度が閾値未満である場合、コントローラ７３は、携帯端末７０がいずれの方向にも見通し線を持たず、携帯端末７０を衛星信号の受信に用いることから除外する。
携帯端末７０のコントローラ７３は、カメラ７１で撮像した画像をコントローラ１２に送信してもよい。コントローラ１２にて、携帯端末７０を衛星信号の受信に用いるか否かを判定してもよい。

（第３実施形態の効果）
（１）有効性判定部４２は、車両１の車室内の異なる位置にそれぞれ配置された複数のアンテナにて受信する衛星信号の中から、アンテナからの見通し線が車体によって遮られない方位角及び仰角の測位衛星の衛星信号を選択する。車室内の異なる位置に複数のアンテナをそれぞれ配置することにより、それぞれのアンテナの見通し線が車両１の車体で遮られない第２有効領域６０、７５及び７６を異ならせることができる。
複数の異なる第２有効領域６０、７５及び７６をカバーすることにより、車室内に設置されたアンテナにて受信した衛星信号に与える車体の影響を低減することができる。

（２）アンテナを備える携帯端末７０は、携帯端末７０のカメラ７１で画像を撮像し、カメラ７１で撮像した画像に基づいて携帯端末７０を衛星信号の受信に用いるか否かを判定する。例えば、携帯端末７０のコントローラ７３は、カメラ７１で撮像した画像に基づいて携帯端末７０がいずれかの方向に見通し線を有するか否かを判定する。携帯端末７０がいずれの方向にも見通し線を有しないと判定した場合にコントローラ７３は、携帯端末７０を衛星信号の受信に用いることから除外する。
このため、車室内に持ち込まれてもいずれの方向にも見通し線がなく受信手段として適さない携帯端末７０を、衛星信号の受信に用いることから除外できる。

１…車両、２ａ〜２ｄ…測位衛星、１０…カメラ、１１…受信モジュール、１２…コントローラ、１３…記憶装置、１４…ナビゲーション装置、２０…アンテナ、３０…衛星信号処理部、３１…軌道情報取得部、３２…測位部、３３…軌道情報、４０…信号受取部、４１…有効領域検出部、４２…有効性判定部、４３…信号選択部、４４…信号出力部、５０…周囲画像、５１…２値画像、５２…第１有効領域、５３…無効領域、５４…２次元平面、５５…第１有効領域に対応する範囲、５６…無効領域に対応する範囲、５７…投影位置、５８…投影位置、６０…第２有効領域、７０ａ…携帯情報端末装置、７０ｂ…携帯情報端末装置、７１…カメラ、７２…受信モジュール、７３…コントローラ、７４…記憶装置、７５…第２有効領域、７６…第２有効領域

Claims (7)

1. 車両から前記車両の周囲を撮影した撮像画像を生成し、
   前記撮像画像中の天空が写った画像領域を検出し、
   複数の測位衛星のそれぞれの軌道情報を取得し、
   前記軌道情報に基づいて前記車両に対する前記複数の測位衛星の方位角及び仰角をそれぞれ算出し、
   前記車両に設けたアンテナで前記複数の測位衛星からそれぞれ受信した衛星信号のうち、前記車両との見通し線が遮られない測位衛星から送信された衛星信号を、前記画像領域並びに前記複数の測位衛星の方位角及び仰角に基づいて選択する、
   ことを特徴とする衛星信号処理方法。
2. 前記測位衛星の方位角及び仰角によってそれぞれ表される前記測位衛星の位置を、前記撮像画像の撮影方向に直交する２次元平面上へ投影し、
   前記２次元平面上へ投影された位置が前記画像領域に対応する範囲内にある場合に、前記測位衛星と前記車両との見通し線が遮られないと判断する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の衛星信号処理方法。
3. 前記車両の車室内に配置された前記アンテナから見た見通し線が前記車両の車体によって遮られない方位角及び仰角の範囲を予め指定し、
   前記複数の測位衛星の方位角及び仰角並びに前記画像領域に基づいて選択された衛星信号のうち、前記アンテナから見た見通し線が前記車体によって遮られない方位角及び仰角の測位衛星から送信された衛星信号を選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の衛星信号処理方法。
4. 前記アンテナは、前記車室内の異なる位置にそれぞれ配置された複数のアンテナを含むことを特徴とする請求項３に記載の衛星信号処理方法。
5. 前記複数のアンテナのいずれかを備える携帯情報端末装置で画像を撮像し、
   前記携帯情報端末装置で撮像した前記画像に基づいて前記携帯情報端末装置を前記衛星信号の受信に用いるか否かを判定する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の衛星信号処理方法。
6. 前記携帯情報端末装置で撮像した前記画像に基づいて前記携帯情報端末装置がいずれかの方向に見通し線を有するか否かを判定し、
   前記携帯情報端末装置がいずれの方向にも見通し線を有しないと判定した場合に、前記携帯情報端末装置を前記衛星信号の受信に用いることから除外することを特徴とする請求項５に記載の衛星信号処理方法。
7. 車両から前記車両の周囲を撮影して撮像画像を生成する撮像装置と、
   複数の測位衛星からそれぞれ送信された衛星信号を受信する受信機と、
   前記撮像画像において天空が写った画像領域を検出し、前記複数の測位衛星のそれぞれの軌道情報を取得し、前記軌道情報に基づいて前記車両に対する前記複数の測位衛星の方位角及び仰角をそれぞれ算出し、前記複数の測位衛星からそれぞれ受信した衛星信号のうち、前記車両との見通し線が遮られない測位衛星から送信された衛星信号を、前記画像領域並びに前記複数の測位衛星の方位角及び仰角に基づいて選択するコントローラと、
   を備えることを特徴とする衛星信号処理装置。