JP2019015529A

JP2019015529A - 車載装置

Info

Publication number: JP2019015529A
Application number: JP2017131038A
Authority: JP
Inventors: 武山▲崎▼; Takeshi Yamazaki
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2017-07-04
Filing date: 2017-07-04
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2037-07-04
Also published as: JP6942414B2

Abstract

【課題】人工衛星から受信した測位信号を偽装することによるなりすましを防止しつつ、インフラの設備規模の拡大や使用場所の制約を抑制することができる車載装置を提供すること。【解決手段】車載装置１００ａは、人工衛星から受信した測位信号に基づいて自車両の位置を算出するＧＮＳＳ受信部１０と、自車両の周辺に位置する周辺車両との間で通信を行う通信部２０と、通信部２０を用いて周辺車両の位置を含む周辺車両情報を取得する周辺車両情報取得部４２と、周辺車両情報取得部４２によって取得した周辺車両情報に含まれる周辺車両の位置と、ＧＮＳＳ受信部１０によって算出された自車両の位置とを比較し、これらの差が所定の閾値よりも大きい場合に、ＧＮＳＳ受信部１０によって算出された自車両の位置が、偽装された測位信号に基づくものである旨の判定を行う偽装判定部４６とを備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System ）を用いて得られる位置情報を利用した車載装置に関する。

従来から、車両の位置情報を用いた課金処理を行う場合に、人工衛星から受信した測位信号に基づいて得られた車両の現在位置を示す第１位置情報と、ＤＳＲＣアンテナを介して路側システムから送られてくる無線信号に基づいて得られた車両の現在位置を示す第２位置情報とを比較し、これらの位置の差が所定の基準値以上の場合に、スプーフィングが発生したと判定するようにした車載器が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このようにして、人工衛星から受信した測位信号を偽装することによってスプーフィング（なりすまし）の発生が検知されると、通常の課金処理が中止される。

特開２０１５−１４４７５号公報

ところで、上述した特許文献１に開示された車載器では、ＤＳＲＣアンテナを介して路側システムから送られてくる無線信号を用いて第２位置情報を取得しているため、予めＤＳＲＣアンテナを含む路側システムを設置しておく必要があり、路側システムなどのインフラの設備規模が大きくなるとともに、ＤＳＲＣアンテナの近傍を必ず通る必要があるため使用場所の制約が多いという問題があった。例えば、多くの道路を通って所定のエリアに進入する車両に対して課金を行う場合を考えると、各道路毎にＤＳＲＣアンテナを設置する必要があり、設備の導入や保守に要する手間やコストが膨大になる。

なお、上述した特許文献１には、セルラ基地局から送られてくる無線信号を用いて第２位置情報を取得する場合についても記載があるが、セルラ基地局が設置されていない場所については同様の問題があり、根本的な解決にはならない。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、人工衛星から受信した測位信号を偽装することによるなりすましを防止しつつ、インフラの設備規模の拡大や使用場所の制約を抑制することができる車載装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の車載装置は、人工衛星から受信した測位信号に基づいて自車両の位置を算出する自車位置算出手段と、自車両の周辺に位置する周辺車両との間で通信を行う第１の通信手段と、第１の通信手段を用いて周辺車両の位置を含む周辺車両情報を取得する周辺車両情報取得手段と、周辺車両情報取得手段によって取得した周辺車両情報に含まれる周辺車両の位置と、自車位置算出手段によって算出された自車両の位置とを比較し、これらの差が所定の閾値よりも大きい場合に、自車位置算出手段によって算出された自車両の位置が、偽装された測位信号に基づくものである旨の判定を行う偽装判定手段とを備えている。

人工衛星から受信した測位信号が偽装されたものでない場合には、この測位信号に基づいて算出した自車両の位置と、周辺車両の位置との差は、自車両とこの周辺車両との実際の距離に一致することになる。しかし、測位信号が偽装されたものである場合には、この差は実際の距離に一致しなくなる。一方、自車両と周辺車両との間で行われる通信には、自車両と周辺車両とが互いに通信可能範囲に位置することが必要であるため、これらの車両間の実際の距離はあまり長くならない。したがって、算出された自車両の位置と周辺車両の位置との差が大きすぎる場合（所定の閾値よりも大きい場合）には、人工衛星から受信した測位信号が偽装されたものであると判定することができるため、測位信号の偽装によるなりすましを防止することが可能となる。しかも、周辺車両との間で通信を行う機能等を追加するだけで偽装によるなりすましの有無を判定することができるため、ＤＳＲＣアンテナを含む路側システム等のインフラの整備が不要であり、インフラの設備規模の拡大や使用場所の制約を抑制することが可能となる。

また、上述した自車位置算出手段によって算出された自車両の位置に基づいて、この自車両の位置に対応する課金処理を行う課金処理手段をさらに備えることが望ましい。なりすまし発生の有無を示す判定結果を用いることにより、課金処理の際の課金回避あるいは誤った課金を有効に防止することができる。

また、上述した偽装判定手段の判定結果を出力する偽装判定結果出力手段をさらに備えることが望ましい。これにより、なりすまし発生の有無を通知することができる。

また、上述した課金処理手段とともに課金処理を行う外部装置との間で通信を行う第２の通信手段をさらに備え、偽装判定結果出力手段は、偽装された測位信号に基づくものである旨の判定が偽装判定手段によってなされたときに、外部装置に向けて偽装検出情報を送信することが望ましい。これにより、特定の車両においてなりすましが発生していることを外部に通知することが可能となる。

また、上述した偽装判定結果出力手段は、偽装された測位信号に基づくものである旨の判定が偽装判定手段によってなされたときに、判定結果として、自車両の搭乗者に対して偽装発生を知らせる警告を出力することが望ましい。これにより、なりすましが生じる不正製品が自車両において使用されていることを自車両の搭乗者に通知することが可能となる。

また、上述した第１の通信手段によって周辺車両との間で１対１で無線で情報を送受信する車車間通信を行い、周辺車両情報取得手段は、１あるいは複数の周辺車両から周辺車両情報を取得することが望ましい。１対１の車車間通信では、例えば、無線ＬＡＮ規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｐなどを用いて情報が送受信されるが、この場合の通信範囲は３００ｍ程度であり、この通信範囲に存在する周辺車両から周辺車両情報を取得することにより、インフラ整備を行うことなく測位信号の偽装によるなりすましを防止することが可能となる。

また、上述した偽装判定手段は、周辺車両が複数の場合に、少なくとも一の周辺車両から取得した周辺情報に含まれる周辺車両の位置と、自車位置算出手段によって算出された自車両の位置との差が閾値よりも大きい場合に、偽装された測位信号に基づくものである旨の判定を行うことが望ましい。これにより、偽装された測位信号に基づいて算出した自車位置がずれる方向に関係なく、測位信号の偽装によるなりすましを防止することが可能となる。

また、上述した閾値は、車車間通信における通信可能距離以上の値に設定されていることが望ましい。測位信号に基づいて算出した自車位置が測位信号のなりすましにより正しい位置からずれていない場合には、周辺車両の位置との差が車車間通信における通信可能距離よりも小さくなるはずであり、反対に通信可能距離よりも大きい場合には測位信号の偽装によるなりすましが発生していると判定することができる。

一実施形態の車載装置を含むシステム全体の構成を示す図である。車両に搭載された車載装置の構成を示す図である。測位信号の偽装によるなりすまし発生の有無を判定する動作手順を示す流れ図である。

以下、本発明を適用した一実施形態の車載装置について、図面を参照しながら説明する。

本実施形態の車載装置は、人工衛星から受信した測位信号に基づいて算出した自車両の位置を用いて、有料道路やその他の有料エリアに自車両が進入した際の課金処理を行うものである。また、本実施形態の車載装置は、上述した測位信号が偽装されたものである場合に、これを判定する機能を有する。

図１は、一実施形態の車載装置を含むシステム全体の構成を示す図である。図１において、車両Ａには車載装置１００ａが、車両Ｂには車載装置１００ｂが搭載されている。車載装置１００ａは、人工衛星から受信した測位信号に基づいて自車両（車両Ａ）の位置ｐａを算出するとともに、周辺を走行中の車両Ｂに搭載された車載装置１００ｂから送信される周辺車両情報を取得し、この周辺車両情報に含まれる周辺車両（車両Ｂ）の位置ｐｂを取得する。また、車載装置１００ａは、これら２つの位置ｐａ、ｐｂを比較することにより、測位信号が偽装されたものであるか（なりすましが発生しているか）否かを判定し、この判定結果に応じた処理を行う。例えば、なりすましが発生している場合に、その旨を知らせる警告が、車両Ａの搭乗者に対して、表示や音声出力により行われる。また、なりすましが発生していない場合には、課金エリアに進入した車両Ａに対する課金処理が行われる。

図２は、車両Ａに搭載された車載装置１００ａの構成を示す図である。なお、車両Ｂに搭載された車載装置１００ｂも基本的に同じ構成を有している。

図２に示すように、本実施形態の車載装置１００ａは、ＧＮＳＳ受信部１０、通信部２０、３０、制御部４０、表示部６０、音声出力部６２を備えている。

ＧＮＳＳ受信部１０は、複数の人工衛星（ＧＮＳＳ衛星）から送信される測位信号を受信し、車載装置１００ａが搭載された自車両（車両Ａ）の位置ｐａを繰り返し算出し、出力する。

一方の通信部２０は、車両Ａの周辺に位置する周辺車両（図１に示す例では車両Ｂ）との間で車車間通信を行う。例えば、無線ＬＡＮ規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｐなどを用いて１対１の車車間通信が行われ、通信相手の車載装置１００ｂが搭載された車両Ｂの位置ｐｂを含む周辺車両情報が送受信される。上述したＩＥＥＥ８０２．１１ｐの場合には通信範囲は３００ｍ程度であり、この通信範囲内に車両Ｂが含まれる必要がある。なお、通信相手となる車両Ｂは、特定の車両である必要はなく、自車両の位置を車両Ａに向けて送信する機能を有するものであれば、偶然に通信範囲内に存在する不特定の車両であってもよい。また、車両Ｂは１台に限らず複数台であってもよい。

他方の通信部３０は、外部の課金サーバ２００との間で課金に必要な情報（課金情報）を送受信するためのものである。例えば、通信部３０は、携帯電話網を介して課金サーバ２００に接続可能であり、外付けの携帯電話機（図示せず）および周辺の基地局を介して課金サーバ２００との間で課金情報の送受信を行う。

制御部４０は、車載装置１００ａの全体を制御するためのものであり、ＲＯＭやＲＡＭなどに格納された所定のプログラムをＣＰＵで実行することにより実現される。また、制御部４０は、測位信号の偽装（なりすまし）の有無の判定や、課金サーバ２００と連携して課金に関する処理を行うために、周辺車両情報取得部４２、車両情報作成部４４、偽装判定部４６、偽装判定結果出力処理部４８、課金処理部５０を備えている。

周辺車両情報取得部４２は、通信部２０によって受信した周辺車両情報を取得する。車両情報作成部４４は、車両Ａが周辺車両に向けて送信する車両情報を作成する。この車両情報には車両Ａの位置ｐａが含まれており、作成された車両情報が通信部２０を介して周辺車両に送信される。例えば、車両Ｂの車載装置１００ｂは、車両Ａから送信される車両情報を、周辺車両から送られてきた周辺車両情報として受信して取得する。

偽装判定部４６は、周辺車両情報取得部４２によって取得した周辺車両情報に含まれる車両Ｂの位置ｐｂと、ＧＮＳＳ受信部１０によって算出された車両Ａの位置ｐａとを比較し、これらの差が所定の閾値よりも大きい場合に、ＧＮＳＳ受信部１０によって算出された車両Ａの位置ｐａが、偽装された測位信号に基づくものである旨の判定を行う。

偽装判定結果出力処理部４８は、偽装判定部４６による判定結果を出力する処理を行う。具体的には、偽装判定結果出力処理部４８は、位置ｐａが偽装された測位信号に基づくものである旨の判定が偽装判定部４６によってなされたときに、判定結果として、自車両の搭乗者に対して偽装発生を知らせる警告を、表示部６０に所定の画面表示をすることにより、および／または、音声出力部６２から所定の音声出力をすることにより行う。また、偽装判定結果出力処理部４８は、位置ｐａが偽装された測位信号に基づくものである旨の判定が偽装判定部４６によってなされたときに、なりすまし発生を知らせる偽装検出情報を、通信部３０を介して外部の課金サーバ２００に向けて送信する。この偽装検出情報には、なりすましが発生した旨の情報とともに、このなりすましが発生した車両Ａ（車載装置１００ａ）や車両Ａを運転する運転者などを特定する情報が含まれている。

課金処理部５０は、ＧＮＳＳ受信部１０によって算出された車両Ａの位置ｐａに基づいて、この位置ｐａに対応する課金処理を行う。なお、実際には、この課金処理は、課金サーバ２００と連携して行われる。例えば、偽装判定部４６の判定結果が課金処理部５０に入力されており、車両Ａが課金エリア（図１）に進入し、この時点でなりすましが発生していない場合に、通信部３０を介して、車両Ａ（車載装置１００ａ）や車両Ａを運転する運転者などを特定する情報とともに、課金処理を要求する旨の情報が課金サーバ２００に向けて送信される。課金サーバ２００は、これらの情報に基づいて車両Ａ等に対する課金処理を実施する。

上述したＧＮＳＳ受信部１０が自車位置算出手段に、通信部２０が第１の通信手段に、周辺情報取得部４２が周辺情報取得手段に、偽装判定部４６が偽装判定手段に、課金処理部５０が課金処理手段に、偽装判定結果出力処理部４８が偽装判定結果出力手段に、通信部３０が第２の通信手段に、課金サーバ２００が外部装置にそれぞれ対応する。

本実施形態の車載装置１００ａはこのような構成を有しており、次に、人工衛星から受信した測位信号の偽装によるなりすまし発生の有無を判定する動作について説明する。

図３は、測位信号の偽装によるなりすまし発生の有無を判定する動作手順を示す流れ図である。

ＧＮＳＳ受信部１０は、ＧＮＳＳ衛星から送信される測位信号を受信して、車両Ａの位置ｐａを算出する（ステップ１００）。また、周辺車両情報取得部４２は、通信可能範囲内を走行中あるいは通信可能範囲内に停車中の車両Ｂとの間で車車間通信を行って、周辺車両情報に含まれる車両Ｂの位置ｐｂを取得する（ステップ１０２）。

次に、偽装判定部４６は、ＧＮＳＳ受信部１０によって算出された自車両（車両Ａ）の位置ｐａと、周辺車両情報取得部４２によって取得した車両Ｂの位置ｐｂとを比較する（ステップ１０４）。例えば、この比較処理によって、これらの位置ｐａ、ｐｂの差Δｐとして２つの位置ｐａ、ｐｂ間の距離Ｌが算出される。

次に、偽装判定部４６は、比較処理によって算出した差Δｐ（＝Ｌ）が、所定の閾値以上か否かを判定する（ステップ１０６）。例えば、この閾値として、車車間通信における通信可能距離の最大値と同じあるいは若干（例えば１０％）大きい値を用いることが望ましい。

差Δｐが閾値以下の場合には否定判断が行われる。この場合には、偽装判定部４６は、偽装された測位信号に基づくなりすましが発生していない旨の判定を行う（ステップ１０８）。また、差Δｐが閾値よりも大きい場合には肯定判断が行われる。この場合には、偽装判定部４６は、偽装された測位信号に基づくなりすましが発生している旨の判定を行う（ステップ１１０）。

次に、偽装判定結果出力処理部４８は、ステップ１０８で行われたなりすましなしの判定結果、あるいはステップ１１０で行われたなりすましありの判定結果を出力する処理を行う（ステップ１１２）。上述したように、出力の具体例として、自車両の搭乗者に対して偽装発生を知らせる警告を表示や音声によって行う場合や、なりすまし発生を通信部３０を介して課金サーバ２００に知らせる場合などが考えられる。

このようにして、なりすまし発生の有無を判定する一連の動作が終了する。なお、必要に応じて、この判定結果は、課金処理部５０や課金サーバ２００における課金処理に反映することができる。

一般に、人工衛星から受信した測位信号が偽装されたものでない場合には、この測位信号に基づいて算出した自車両の位置と、周辺車両の位置との差は、自車両とこの周辺車両との実際の距離に一致することになる。しかし、測位信号が偽装されたものである場合には、この差は実際の距離に一致しなくなる。一方、自車両と周辺車両との間で行われる通信には、自車両と周辺車両とが互いに通信可能範囲に位置することが必要であるため、これらの車両間の実際の距離はあまり長くならない。本実施形態の車載装置１００ａでは、車両の位置と周辺車両の位置との差が大きすぎる場合（所定の閾値よりも大きい場合）には、人工衛星から受信した測位信号が偽装されたものであると判定しており、測位信号の偽装によるなりすましを防止することが可能となる。しかも、周辺車両との間で通信を行う機能等を追加するだけで偽装によるなりすましの有無を判定することができるため、ＤＳＲＣアンテナを含む路側システム等のインフラの整備が不要であり、インフラの設備規模の拡大や使用場所の制約を抑制することが可能となる。

また、なりすまし発生の有無を示す判定結果を反映した課金処理を課金処理部５０によって行うことにより、なりすまし発生時の課金回避あるいは誤った課金を有効に防止することができる。

また、偽装判定結果出力処理部４８によって偽装判定結果を出力することにより、なりすまし発生の有無を通知することができる。特に、偽装された測位信号に基づくものである旨の判定が偽装判定部４６によってなされたときに、課金サーバ２００に向けて偽装検出情報を送信することにより、特定の車両においてなりすましが発生していることを課金サーバ２００に通知することが可能となる。また、偽装された測位信号に基づくものである旨の判定が偽装判定部４６によってなされたときに、判定結果として、自車両の搭乗者に対して偽装発生を知らせる警告を出力することにより、なりすましが生じる不正製品が自車両において使用されていることを自車両の搭乗者に通知することが可能となる。

また、本実施形態では、周辺車両との間で１対１で無線で情報を送受信する車車間通信を行い、周辺車両から周辺車両情報を取得している。１対１の車車間通信では、例えば、無線ＬＡＮ規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｐなどを用いて情報が送受信されるが、この場合の通信範囲は３００ｍ程度であり、この通信範囲に存在する周辺車両から周辺車両情報を取得することにより、インフラ整備を行うことなく測位信号の偽装によるなりすましを防止することが可能となる。

また、測位信号の偽装の有無を判定する基準となる閾値を、車車間通信における通信可能距離以上の値（例えば、通信可能距離の最大値と同じあるいは若干大きい値）に設定している。測位信号に基づいて算出した自車位置が測位信号のなりすましにより正しい位置からずれていない場合には、周辺車両の位置との差が車車間通信における通信可能距離よりも小さくなるはずであり、反対に通信可能距離よりも大きい場合には測位信号の偽装によるなりすましが発生していると判定することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、図１に示した例では、車両Ａにおけるなりすまし発生の有無を判定する際に１台の周辺車両（車両Ｂ）との間で車車間通信を行ったが、周辺車両は複数台であってもよい。この場合には、偽装判定部４６は、少なくとも１台の周辺車両の位置と自車位置との差が閾値よりも大きい場合に、自車両の位置が、偽装された測位信号に基づくものである旨の判定を行う。これにより、偽装された測位信号に基づいて算出した自車位置がずれる方向に関係なく、測位信号の偽装によるなりすましを防止することが可能となる。

上述したように、本発明によれば、算出された自車両の位置と周辺車両の位置との差が大きすぎる場合（所定の閾値よりも大きい場合）には、人工衛星から受信した測位信号が偽装されたものであると判定することができるため、測位信号の偽装によるなりすましを防止することが可能となる。しかも、周辺車両との間で通信を行う機能等を追加するだけで偽装によるなりすましの有無を判定することができるため、ＤＳＲＣアンテナを含む路側システム等のインフラの整備が不要であり、インフラの設備規模の拡大や使用場所の制約を抑制することが可能となる。

１０ＧＮＳＳ受信部
２０、３０通信部
４０制御部
４２周辺車両情報取得部
４４車両情報作成部
４６偽装判定部
４８偽装判定結果出力処理部
５０課金処理部
６０表示部
６２音声出力部
１００ａ、１００ｂ車載装置

Claims

人工衛星から受信した測位信号に基づいて自車両の位置を算出する自車位置算出手段と、
自車両の周辺に位置する周辺車両との間で通信を行う第１の通信手段と、
前記第１の通信手段を用いて前記周辺車両の位置を含む周辺車両情報を取得する周辺車両情報取得手段と、
前記周辺車両情報取得手段によって取得した前記周辺車両情報に含まれる前記周辺車両の位置と、前記自車位置算出手段によって算出された自車両の位置とを比較し、これらの差が所定の閾値よりも大きい場合に、前記自車位置算出手段によって算出された自車両の位置が、偽装された前記測位信号に基づくものである旨の判定を行う偽装判定手段と、
を備えることを特徴とする車載装置。
前記自車位置算出手段によって算出された自車両の位置に基づいて、この自車両の位置に対応する課金処理を行う課金処理手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の車載装置。
前記偽装判定手段の判定結果を出力する偽装判定結果出力手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の車載装置。
前記課金処理手段とともに前記課金処理を行う外部装置との間で通信を行う第２の通信手段をさらに備え、
前記偽装判定結果出力手段は、偽装された前記測位信号に基づくものである旨の判定が前記偽装判定手段によってなされたときに、前記外部装置に向けて偽装検出情報を送信することを特徴とする請求項３に記載の車載装置。
前記偽装判定結果出力手段は、偽装された前記測位信号に基づくものである旨の判定が前記偽装判定手段によってなされたときに、前記判定結果として、自車両の搭乗者に対して偽装発生を知らせる警告を出力することを特徴とする請求項３または４に記載の車載装置。
前記第１の通信手段によって前記周辺車両との間で１対１で無線で情報を送受信する車車間通信を行い、前記周辺車両情報取得手段は、１あるいは複数の前記周辺車両から前記周辺車両情報を取得することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の車載装置。
前記偽装判定手段は、前記周辺車両が複数の場合に、少なくとも一の前記周辺車両から取得した前記周辺情報に含まれる前記周辺車両の位置と、前記自車位置算出手段によって算出された自車両の位置との差が前記閾値よりも大きい場合に、偽装された前記測位信号に基づくものである旨の判定を行うことを特徴とする請求項６に記載の車載装置。
前記閾値は、前記車車間通信における通信可能距離以上の値に設定されていることを特徴とする請求項６または７に記載の車載装置。