JP2018091714A - 車両位置測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の絶対位置の検出精度の低下を抑制する。【解決手段】車両位置測定システムは、第１車両（１０）に搭載され、第１車両の絶対位置である第１位置を測定する第１測定手段（１１、１２）と、第２車両（２０）に搭載され、第２車両の絶対位置である第２位置を測定する第２測定手段（２１、２２）と、第１車両に搭載され、第１位置の測定精度が所定精度を満たしていないことを条件に、第２車両から第２位置を取得すると共に、第１車両及び第２車両間の相対的な位置関係を取得する取得手段（１２、１３）と、第１車両に搭載され、第２位置の測定精度が所定精度を満たしていることを条件に、第１位置に代えて、第２位置及び位置関係に基づいて第１車両の絶対位置を特定する特定手段（１２）と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の位置を測定する車両位置測定システムの技術分野に関する。

この種の装置として、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して複数の車両各々の絶対位置を検出し、該検出された複数の絶対位置に基づいて複数の車両間の相対位置関係を求める装置が提案されている（特許文献１参照）。或いは、自車両のＧＰＳで検出された位置情報又は測距センサで検出された距離及び方向と、他車両の位置情報及び測距情報とに基づいて、自車両に対する他車両の位置を特定する装置が提案されている（特許文献２参照）。或いは、自車位置情報に含まれるＧＰＳ情報と、他車位置情報に含まれるＧＰＳ情報とに基づいて、自車と他車との相対位置関係を算出する装置が提案されている（特許文献３参照）。

尚、センシング装置により取得された自車両の周辺に存在する障害物の状況と、他車両から通信により取得された該他車両の位置と、自車両の位置とを統合して、自車両の周辺情報を出力する装置が提案されている（特許文献４参照）。

特開２０１０−００３２４６号公報 特開２０１６−１４３０９１号公報 特開２００３−３３７０２９号公報 特開２０１６−１２８９４３号公報

上述の背景技術では、ＧＰＳを用いて自車両の絶対位置が検出されているが、自車両が、測位用衛星からの電波を受信できない場合や、自車両の周囲の構造物等で反射された測位用衛星からの電波が受信される場合（所謂マルチパス）、自車両の絶対位置を精度良く検出することが困難になる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、車両の絶対位置の検出精度の低下を抑制することができる車両位置測定システムを提供することを課題とする。

本発明の車両位置測定システムは、上記課題を解決するために、第１車両に搭載され、前記第１車両の絶対位置である第１位置を測定する第１測定手段と、前記第１車両の周辺に存在する第２車両に搭載され、前記第２車両の絶対位置である第２位置を測定する第２測定手段と、前記第１車両に搭載され、前記第１位置の測定精度が所定精度を満たしていないことを条件に、前記第２車両から前記第２位置を取得すると共に、前記第１車両及び前記第２車両間の相対的な位置関係を取得する取得手段と、前記第１車両に搭載され、前記第２位置の測定精度が前記所定精度を満たしていることを条件に、前記第１位置に代えて、前記第２位置及び前記位置関係に基づいて前記第１車両の絶対位置を特定する特定手段と、を備える。

当該車両位置測定システムでは、第１車両に搭載されている第１測定手段により測定された第１位置の測定精度が所定精度を満たさない場合に、第２車両に搭載されている第２測定手段により測定された第２位置の測定精度が所定精度を満たすことを条件に、第２位置と、第１車両及び第２車両間の相対的な位置関係に基づいて第１車両の絶対位置が特定される。つまり、第１位置の測定精度が比較的悪い場合、他車両である第２車両において測定された比較的測定精度の良い第２位置と、第１車両及び第２車両間の相対的な位置関係とに基づいて、第１車両の絶対位置が特定される。

第２位置及び相対位置に基づいて第１位置が特定される場合には、第２位置の測定精度に加えて位置関係に係る誤差も、特定された第１位置の精度に影響を与えるが、第１測定手段により測定された第１位置の測定精度が所定精度を満たさない場合には、該測定された第１位置よりは精度が良いことが期待される。従って、当該車両位置測定システムによれば、車両の絶対位置の検出精度の低下を抑制することができる。

「相対的な位置関係」は、例えば第２車両に対する第１車両の位置等の、第１車両及び第２車両間の相対位置を直接特定するものに限らず、例えば予め位置が特定されている特徴物（所謂ランドマーク）に対する第１車両の位置及び第２車両の位置等から、間接的に特定される位置関係を含んでよい。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

第１実施形態に係る車両位置の測定概念を示す図である。 第１実施形態に係る車両の要部構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る測位動作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る車両位置の測定概念を示す図である。 第２実施形態に係る車両の要部構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る測位動作を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る測位動作を示すフローチャートである。

本発明の車両位置測定システムに係る実施形態を図面に基づいて説明する。

＜第１実施形態＞
本発明の車両位置測定システムに係る第１実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。本実施形態では、図１の車両１０を自車両として、該車両１０の位置が当該車両位置測定システムにより特定される場合について説明する。

（車両の構成）
先ず、車両１０及び車両２０各々の構成について、図２を参照して説明する。図２は、第１実施形態に係る車両の要部構成を示すブロック図である。尚、車両１０と車両２０とは同一構成であるので、図２では、車両２０に係る符号を括弧書きで示している。

図２において、車両１０は、測位装置１１、中央演算装置１２、通信装置１３及び車載センサ１４を備えて構成されている。測位装置１１は、例えば航法衛星からの航法信号等の衛星信号を受信可能な受信機１１１と、例えばジャイロセンサ等である内界センサ１１２とを有する。

中央演算装置１２は、受信機１１１の出力又は内界センサ１１２の出力に基づいて、車両１０の絶対位置（更には、車両１０の向き）を求める。つまり、中央演算装置１２は、例えばＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）やＤＲ（Ｄｅａｄ Ｒｅｃｋｏｎｉｎｇ：自律航法）、ＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）等により車両１０の位置及び向きを測定可能に構成されている。中央演算装置１２は、更に、例えばカメラ、電波レーダ、レーザレーダ等である車載センサ１４の出力に基づいて、車両１０の周辺に存在する物体を検知する。

同様に、車両２０は、測位装置２１、中央演算装置２２、通信装置２３及び車載センサ２３を備えて構成されている。測位装置２１は、受信機２１１及び内界センサ２１２を有する。車両１０と車両２０とは、通信装置１３及び２３を介して、互いに無線通信可能である。言うまでもないが、車両２０は、車両１０の無線通信可能圏内に存在する車両である。尚、測位装置１１及び２１、中央演算装置１２及び２２、通信装置１３及び２３、並びに、車載センサ１４及び２４により、本実施形態に係る車両位置測定システムの一例が構成される。

（測位の問題点）
車両１０の周囲に、例えば木や建物等が存在する場合、受信機１１１による衛星信号の受信状態が悪化する可能性があり、特に、構造物が比較的大きい市街地において顕著である。また、受信機１１１において衛星信号が良好に受信された場合であっても、マルチパスにより測定された位置が実際の位置からずれる可能性もある。受信機１１１において衛星信号が良好に受信されない場合、内界センサ１１２の出力に基づいて車両１０の位置を推定することが可能である。しかしながら、例えば環境温度の変化に起因して、内界センサ１１２にドリフトが発生する可能性がある。つまり、車両１０が走行している環境によっては、中央演算装置１２により求められる車両１０の絶対位置の精度が悪化する可能性がある。

車両１０の絶対位置は、例えば運転支援システムや自動運転システム等で用いられている。車両１０の絶対位置の精度が低下すると、例えば運転支援システムや自動運転システム等に係る運転制御の精度も低下する可能性がある。従って、車両１０の絶対位置の精度の低下が抑制されれば、例えば運転支援システムや自動運転システム等の動作安定性を図ることができる。

（測位動作）
次に、実施形態に係る車両１０において実施される測位動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。

図３において、車両１０の中央演算装置１２は、測位装置１１の出力（即ち、受信機１１１及び／又は内界センサ１１２の出力）に基づいて、車両１０の絶対位置及び向きを求める（ステップＳ１０１）。このとき、中央演算装置１２は、絶対位置及び向き各々の精度（又は信頼度）を求める。

例えば図１の点Ｐ１が、中央演算装置１２により求められた車両１０の絶対位置であり、点Ｐ１を囲む点線円（楕円）が、誤差円（楕円）であるとする。誤差円の半径は、例えば絶対位置Ｐ１が求められた際の分散値σ１により決定される。分散値σ１が大きくなるほど、求められた絶対位置Ｐ１は真の位置からずれていることが多い。従って、分散値σ１は、絶対位置Ｐ１の精度の一例であると言える。尚、絶対位置、向き及びそれらの精度の求め方については、既存の各種態様を適用可能であるので、その詳細な説明は省略する。

次に、中央演算装置１２は、絶対位置及び向き各々の精度が、基準精度を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０２）。尚、「基準精度」は、例えば車両１０の絶対位置を用いるシステムの仕様等に応じて適宜設定されてよい。

ステップＳ１０２の判定において、絶対位置及び向き各々の精度が、基準精度を満たすと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、中央演算装置１２は、ステップＳ１０１の処理において求められた絶対位置及び向きを、車両１０の絶対位置及び向きとする（ステップＳ１０３）。その後、中央演算装置１２は、所定時間（例えば、数十ミリ秒〜数秒）経過後にステップＳ１０１の処理を行う。

他方、ステップＳ１０２の判定において、絶対位置及び向き各々の精度の少なくとも一方が、基準精度を満たさないと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、中央演算装置１２は、通信装置１３を介して、車両２０の中央演算装置２２により求められた車両２０の絶対位置（図１の点Ｐ２参照）と、車載センサ２４の出力に基づいて求められた車両２０に対する車両１０の相対位置（図１の矢印Ｐ＿２１参照）とを取得する（ステップＳ１０４）。該相対位置は、例えば、車載センサ２４の出力に基づいて検知された車両２０の周辺に存在する物体の一つとしての車両１０までの、車両２０からの距離として表される。

次に、中央演算装置１２は、取得された車両２０の絶対位置の精度が基準精度を満たし、且つ、取得された相対位置が、車両１０及び車両２０に係るものであるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。尚、ステップＳ１０５の判定に係る基準精度は、上述のステップＳ１０２の判定に係る基準精度とは異なっていてもよい。

ここで、取得された相対位置が、車両１０及び車両２０に係るものであるか否かは、車両２０が車両１０を認識しているか（言い換えれば、車載センサ２４の出力に基づいて、車両１０が検出されているか）否かを判定することにより、判定される。具体的には例えば、車両１０の中央演算装置１２は、車両２０の中央演算装置２２が上記相対位置を求める際に対象となった物体の特徴（例えば色、形状、ナンバープレート等の文字）を、相対位置と共に取得し、該取得された特徴が車両１０の特徴と一致しているか否かを判定すれば、取得された相対位置が車両１０及び車両２０に係るものであるか否かを判定することができる。

ステップＳ１０５の判定において、取得された車両２０の絶対位置の精度が基準精度を満たし、且つ、取得された相対位置が、車両１０及び車両２０に係るものであると判定された場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、中央演算装置１２は、取得された車両２０の絶対位置及び相対位置に基づいて、車両１０の絶対位置を特定する（ステップＳ１０６）。図１に示す例では、中央演算装置１２は、車両２０の絶対位置Ｐ２と、相対位置Ｐ＿２１との和（即ち、Ｐ２＋Ｐ＿２１）を車両１０の絶対位置とする。その後、中央演算装置１２は、所定時間経過後にステップＳ１０１の処理を行う。

他方、ステップＳ１０５の判定において、取得された車両２０の絶対位置の精度が基準精度を満たしていない、及び／又は、取得された相対位置が車両１０及び車両２０に係るものではない、と判定された場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、中央演算装置１２は、車両１０の絶対位置を適切に求めることができないとして、図３に示す処理を一旦終了する（ステップＳ１０７）。その後、中央演算装置１２は、所定時間経過後にステップＳ１０１の処理を行う。

（技術的効果）
本実施形態によれば、測位装置１１の出力に基づいて求められた車両１０の絶対位置等の精度が基準精度を満たさない場合に、比較的精度の良い車両２０の絶対位置と、車両１０及び車両２０間の相対位置とに基づいて車両１０の絶対位置が特定されるので、車両１０の絶対位置の精度の低下を抑制することができる。

尚、本実施形態では、単純化のために、車両１０及び車両２０のみを用いて説明した。しかしながら、例えば図１の車両３０が、車両１０と同様の構成を有していれば、車両２０の絶対位置と車両１０及び車両２０間の相対位置とに加えて、車両３０の絶対位置と車両３０及び車両１０間の相対位置とに基づいて車両１０の絶対位置が特定されてもよい。或いは、車両２０の絶対位置と車両３０の絶対位置とのうち精度良い方に基づいて、車両１０の絶対位置が特定されてよい。

実施形態に係る「測位装置１１」及び「中央演算装置１２」は、本発明に係る「第１測定手段」の一例である。実施形態に係る「測位装置２１」及び「中央演算装置２２」は、本発明に係る「第２測定手段」の一例である。実施形態に係る「通信装置１３」及び「中央演算装置１２」は、本発明に係る「取得手段」の一例である。実施形態に係る「中央演算装置１２」は、本発明に係る「特定手段」の一例である。

＜第２実施形態＞
本発明の車両位置測定システムに係る第２実施形態について、図４乃至図６を参照して説明する。第２実施形態では、相対位置の求め方が異なる以外は、上述した第１実施形態と同様である。よって、第２実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点について図４乃至図６を参照して説明する。

（車両の構成）
図５において、車両１０は、ランドマーク検出装置１５を更に備えて構成されている。ランドマーク検出装置１５は、車両１０の周囲に存在するランドマーク及びその位置を検出可能に構成されている。中央演算装置１２は、ランドマーク検出装置１５により検出されたランドマークを示す情報と、車載センサ１４の出力に基づいて、車両１０からランドマークまでの距離（図４の矢印Ｐ＿１Ｌ参照）を求める。同様に、車両２０は、ランドマーク検出装置２５を更に備えて構成されている。

（測位動作）
次に、実施形態に係る車両１０において実施される測位動作について、図６のフローチャートを参照して説明する。

上述のステップＳ１０２の判定において、測位装置１１の出力に基づく車両１０の絶対位置及び向き各々の精度の少なくとも一方が、基準精度を満たさないと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、中央演算装置１２は、ランドマーク検出装置１５の出力に基づいて、車両１０の周囲に存在するランドマーク（図４の符号Ｌ参照：ここでは、時速４０ｋｍの速度制限標）を認識する（ステップＳ２０１）。ランドマークが認識された場合、中央演算部１２は、車載センサ１４の出力に基づいて、車両１０からランドマークまでの距離（図４の矢印Ｐ＿１Ｌ参照）を求める。

ステップＳ２０１の処理と並行して、中央演算装置１２は、通信装置１３を介して、車両２０の中央演算装置２２により求められた車両２０の絶対位置（図４の点Ｐ２参照）と、車載センサ２４の出力に基づいて求められた車両２０からランドマークまでの距離（図４の矢印Ｐ＿２Ｌ参照）を取得する（ステップＳ２０２）。

次に、中央演算装置１２は、取得された車両２０の絶対位置の精度が基準精度を満たし、且つ、車両２０が認識しているランドマークが、ステップＳ２０１の処理で認識されたランドマークと同一であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。

ここで、車両２０が認識しているランドマークが、ステップＳ２０１の処理で認識されたランドマークと同一であるか否かは、車両２０の中央演算装置２２が認識したランドマークの特徴（例えば色、形状、文字、マーク）と、ステップＳ２０１の処理で認識されたランドマークの特徴とを比較することにより、判定される。

ステップＳ２０３の判定において、取得された車両２０の絶対位置の精度が基準精度を満たし、且つ、車両２０が認識しているランドマークが、ステップＳ２０１の処理で認識されたランドマークと同一であると判定された場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、中央演算装置１２は、車両２０の絶対位置と、車両２０からランドマークまでの距離と、車両１０からランドマークまでの距離とに基づいて、車両１０の絶対位置を特定する（ステップＳ２０４）。図４に示す例では、車両２０の絶対位置Ｐ２と、距離Ｐ＿２Ｌと、距離Ｐ＿１Ｌとに基づいて、“Ｐ２＋Ｐ＿２Ｌ−Ｐ＿１Ｌ”を車両１０の絶対位置とする。その後、中央演算装置１２は、所定時間経過後にステップＳ１０１の処理を行う。

他方、ステップＳ２０３の判定において、取得された車両２０の絶対位置の精度が基準精度を満たしていない、及び／又は、車両２０が認識しているランドマークが、ステップＳ２０１の処理で認識されたランドマークと異なる、と判定された場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、中央演算装置１２は、車両１０の絶対位置を適切に求めることができないとして、図３に示す処理を一旦終了する（ステップＳ１０７）。その後、中央演算装置１２は、所定時間経過後にステップＳ１０１の処理を行う。

（技術的効果）
本実施形態によれば、測位装置１１の出力に基づいて求められた車両１０の絶対位置等の精度が基準精度を満たさない場合に、比較的精度の良い車両２０の絶対位置と、車両１０及び車両２０各々から共通のランドマークまでの距離とに基づいて車両１０の絶対位置が特定されるので、車両１０の絶対位置の精度の低下を抑制することができる。

＜第３実施形態＞
本発明の車両位置測定システムに係る第３実施形態について、図７を参照して説明する。第３実施形態では、測位動作の一部が異なる以外は、上述した第１実施形態と同様である。よって、第３実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点について図７を参照して説明する。

（測位動作）
図７に示すように、本実施形態では、測位装置１１の出力に基づいて求められた車両１０の絶対位置及び向き各々の精度が基準精度を満たすか否かの判定（即ち、図３におけるステップＳ１０２の判定）は、行われない。その代わり、中央演算装置１２は、車両２０の中央演算装置２２により求められた車両２０の絶対位置の精度が、測位装置１１の出力に基づいて求められた車両１０の絶対位置の精度より高いか否かを判定する（ステップＳ３０１）。

ステップＳ３０１の判定において、車両２０の中央演算装置２２により求められた車両２０の絶対位置の精度が、測位装置１１の出力に基づいて求められた車両１０の絶対位置の精度より低いと判定された場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、中央演算装置１２は、測位装置１１の出力に基づいて求められた絶対位置及び向きを、車両１０の絶対位置及び向きとする（ステップＳ１０３）。

他方、ステップＳ３０１の判定において、車両２０の中央演算装置２２により求められた車両２０の絶対位置の精度が、測位装置１１の出力に基づいて求められた車両１０の絶対位置の精度より高いと判定された場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、中央演算装置１２は、上述のステップＳ１０５以降の処理を行う。

（技術的効果）
本実施形態によれば、測位装置１１の出力に基づいて求められた車両１０の絶対位置等の精度が比較的低い場合に、比較的精度の良い車両２０の絶対位置と、車両１０及び車両２０間の相対位置とに基づいて車両１０の絶対位置が特定されるので、車両１０の絶対位置の精度の低下を抑制することができる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両位置測定システムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１０、２０、３０…車両、１１、２１…測位装置、１２、２２…中央演算装置、１３、２３…通信装置、１４、２４…車載センサ、１５、２５…ランドマーク検出装置、１１１，２１１…受信機、１１２、２１２…内界センサ

Claims (1)

1. 第１車両に搭載され、前記第１車両の絶対位置である第１位置を測定する第１測定手段と、
   前記第１車両の周辺に存在する第２車両に搭載され、前記第２車両の絶対位置である第２位置を測定する第２測定手段と、
   前記第１車両に搭載され、前記第１位置の測定精度が所定精度を満たしていないことを条件に、前記第２車両から前記第２位置を取得すると共に、前記第１車両及び前記第２車両間の相対的な位置関係を取得する取得手段と、
   前記第１車両に搭載され、前記第２位置の測定精度が前記所定精度を満たしていることを条件に、前記第１位置に代えて、前記第２位置及び前記位置関係に基づいて前記第１車両の絶対位置を特定する特定手段と、
   を備えることを特徴とする車両位置測定システム。

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