JP2019035711A - 位置判別装置、位置判別方法および位置判別プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】並存する２以上の路面のうちのいずれに位置するかを、放送の周波数帯域での受信に基づいて判別することができる位置判別装置、位置判別方法および位置判別プログラムを提供する。
【解決手段】位置判別装置４０は、受信状態取得部４１、変動量算出部４２および路面判別部４４を備える。受信状態取得部４１は、受信される第１信号の受信状態、およびＧＰＳ信号と帯域が異なる放送の周波数帯域における第２信号の受信状態を取得する。変動量算出部４２は第２信号の受信状態の変動量を算出する。路面判別部４４は、第１信号の受信状態、および変動量算出部４２により算出した変動量に応じて、並存する２以上の路面のうち、自己がいずれの路面に位置するかを判別する。
【選択図】図１

Description

本発明は、位置判別装置、位置判別方法および位置判別プログラムに関する。

例えば車両等の移動体に搭載されるカーナビゲーション装置、およびユーザによって携行されるナビゲーション端末等における位置判別装置は、ＧＰＳ信号を受信して自己の位置を計測し、地図情報にマップマッチングさせて道路地図上に現在位置を表示する。このマップマッチング処理は、高低差を有して並存する路面に適用する際には、自己の高さ方向の位置を必要とする。

特許文献１には、第１信号および第１信号と異なる第２信号を受信する信号受信手段と、第１信号の受信状況および第２信号の受信状況の組合せに基いて、現在位置が存在する領域を推定する領域推定手段とを備える位置判別装置が開示されている。具体的には、位置判別装置は、ＧＰＳ信号の受信状況が所定の基準より良く、放送信号の受信状況が所定の基準より良い場合に、高架道路の上の路面を候補領域として特定する。位置判別装置は、ＧＰＳ信号の受信状況が所定の基準より良く、放送信号の受信状況が所定の基準より悪い場合に、僻地に存在する路面上にある確率が高いと見做す。

また、位置判別装置は、ＧＰＳ信号の受信状況が所定の基準より悪く、放送信号の受信状況が所定の基準より良い場合に、高層ビルの間の路面や高架道路の下の路面を候補領域として特定する。さらに、位置判別装置は、ＧＰＳ信号の受信状況が所定の基準より悪く、放送信号の受信状況が所定の基準より悪い場合に、地表内に存在する路面上にある確率が高いと見做す。

国際公開第２０１４／１２９２６７号公報

特許文献１に記載の位置判別装置では、放送信号の強弱によって、地上であるか地下であるかを判別しているが、地下の路面でも放送が中継されている場合には、判別を誤る蓋然性がある。

また放送信号としてＡＭラジオ放送信号を用いる場合、近年における都市雑音、中でも電化製品や電子機器からのノイズの影響によって、市街地の地上の路面であってもＡＭラジオ放送の受信状況は悪くなることがある。位置判別装置は、ＧＰＳ信号の受信状況が悪く、都市雑音の影響で放送信号の受信状況が悪い場合に、地上の路面上に位置するにも関わらず、地下の路面上に位置すると誤って判別するため、放送信号を用いて路面位置を判別することが困難となっていた。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、並存する２以上の路面のうちのいずれに位置するかを、放送の周波数帯域での受信に基づいて判別することができる位置判別装置、位置判別方法および位置判別プログラムを提供することにある。

本発明のある態様の位置判別装置は、受信される第１信号の受信状態、および前記第１信号と帯域が異なる放送の周波数帯域における第２信号の受信状態を取得する受信状態取得部と、前記第２信号の受信状態の変動量を算出する変動量算出部と、前記第１信号の受信状態、および前記変動量算出部により算出した変動量に応じて、並存する２以上の路面のうち、自己がいずれの路面に位置するかを判別する路面判別部と、を備える。

また本発明の別の態様は位置判別方法である。この位置判別方法は、受信される第１信号の受信状態、および前記第１信号と帯域が異なる放送の周波数帯域における第２信号の受信状態を取得する受信状態取得ステップと、前記第２信号の受信状態の変動量を算出する変動量算出ステップと、前記第１信号の受信状態、および前記変動量算出ステップにより算出した変動量に応じて、並存する２以上の路面のうち、自己がいずれの路面に位置するかを判別する路面判別ステップと、を備える。

本発明によれば、並存する２以上の路面のうちのいずれに位置するかを、放送の周波数帯域での受信に基づいて判別することができる。

実施形態１に係る位置判別装置を含むナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。 ２以上の路面が並存する場合について説明するための模式図である。 位置判別処理の手順を示すフローチャートである。 路面判別における条件を示す図表である。 地上でのＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量を示すグラフである。 地下でのＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量を示すグラフである。 実施形態２に係る路面判別における条件を示す図表である。 ＡＭラジオ放送におけるノイズ信号の信号強度の変動量を示すグラフである。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図１から図８を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る位置判別装置４０を含むナビゲーション装置１００の構成を示すブロック図である。位置判別装置４０は、ＧＰＳ信号およびＡＭラジオ放送信号を受信し、ＧＰＳ信号の搬送波対雑音比（以下、ＣＮＲ：Carrier-to-noise Ratioと表記する）、およびＡＭラジオ放送信号の信号対雑音比（以下、ＳＮＲ：Signal-to-noise Ratioと表記する）の変動量に基づいて、並存する２以上の路面のうち、いずれの路面に位置するかを判別する。ナビゲーション装置１００は、例えば車両等の移動体に搭載されるカーナビゲーション装置、およびユーザによって携行されるナビゲーション端末等である。ナビゲーション装置１００は、ユーザによって携行されるナビゲーション端末として、例えばスマートフォン等の携帯端末に組み込まれていてもよい。

ナビゲーション装置１００は、受信部１０、通信用送受信部２０、外部インタフェース（以下、外部Ｉ／Ｆと表記する。）２１、表示部３０、入力部３１、音声インタフェース（音声Ｉ／Ｆと表記する。）３２、位置判別装置４０、不揮発性メモリ５０および揮発性メモリ５１等を備える。

受信部１０は、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部１１、およびＡＭラジオ放送を受信するＡＭ受信部１２を有する。ＧＰＳ受信部１１は、受信したＧＰＳ信号に基づいて、例えば緯度・軽度などの位置情報、日付情報、測位に用いた各衛星の仰角、方位角および時刻情報、並びに受信状態を示すＣＮＲを位置判別装置４０へ出力する。尚、ＧＰＳ信号は、本発明に係る第１信号に相当する。

ＡＭ受信部１２は、ユーザの操作入力等による指示に基づいてＡＭ放送局からのＡＭ放送の周波数帯域でＡＭラジオ放送信号を受信する。ＡＭ受信部１２は、ＡＭラジオ放送信号に含まれる音声およびデータに加えて、受信状態を示す受信信号強度（以下、ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicatorと表記する）を位置判別装置４０へ出力する。尚、ＡＭラジオ放送信号は、本発明に係る第２信号に相当する。

通信用送受信部２０は、ナビゲーション装置１００がスマートフォン等の携帯電話端末である場合に、通信事業者が提供する音声およびデータ通信網に接続する。また、通信用送受信部２０は、ナビゲーション装置１００がスマートフォン等の携帯電話端末でない場合には構成に含まれていなくても良いが、データ通信網からリアルタイムで地図データを取得するための通信を行っても良い。

外部Ｉ／Ｆ２１は、例えばＵＳＢやＳＤ等の規格に準拠したインタフェースを提供する。外部Ｉ／Ｆ２１には、映像や音楽、地図データ等が記憶された記憶媒体を接続することができる。

表示部３０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ディスプレイ等で構成されている。表示部３０は、地図、映像コンテンツ、およびシステム状態に関する情報、および位置判別装置４０からの指示に基づく操作に関する情報等を表示する。

入力部３１は、操作キー、十字キー、タッチパネル等のスイッチから構成されており、ユーザによる操作入力を受け付ける。入力部３１は、例えば、表示部３０が液晶等のディスプレイである場合に、該ディスプレイに組み込まれたタッチパネルである。

音声Ｉ／Ｆ３２は、接続されるマイクロフォン３２ａにより集音される周囲の音およびユーザの声音を取得しデジタル信号に変換し、位置判別装置４０へ出力する。また音声Ｉ／Ｆ３２は、位置判別装置４０から入力されるデジタル音声信号をアナログ音声信号に変換および増幅してスピーカ３２ｂへ出力する。スピーカ３２ｂは、各種操作音、案内用の音声合成音、放送音声および音楽信号の再生など多目的に使用される。

位置判別装置４０は、受信状態取得部４１、変動量算出部４２、複数路判定部４３、路面判別部４４を有する。位置判別装置４０は、例えばＣＰＵなどによって構成され、コンピュータプログラムに従って動作することによって、上述の各部による処理を実行する。位置判別装置４０は上述の各部による処理の実行のほか、地図情報を不揮発性メモリ５０から読込んで表示部３０へ表示させる処理、表示部３０に表示された地図上に現在位置を表示させる処理、および設定ルートに従って音声で案内する処理などを実行する。

不揮発性メモリ５０には、地図情報のほか、上述の各部等による処理を実行するコンピュータプログラム、およびコンピュータプログラムに用いる各種情報等が記憶されている。不揮発性メモリ５０は、例えばフラッシュメモリ、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ハードディスク等の記憶装置である。揮発性メモリ５１は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置であり、コンピュータプログラムを実行中に各種データを一時的に記憶する。

位置判別装置４０において受信状態取得部４１は、ＧＰＳ受信部１１からＧＰＳ信号のＣＮＲを取得し、ＡＭ受信部１２からＡＭラジオ放送信号のＲＳＳＩを取得する。ＧＰＳ信号のＣＮＲは、時々刻々のＣＮＲを用いるほか、サンプリングしたＣＮＲの平均値、更には移動平均値としてもよい。また、受信状態取得部４１は、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲを算出する。

ＡＭラジオ放送信号から音声信号およびノイズを分離して計測することは一般的に困難であるが、復調された音声をデジタル化した後、音声認識によって音声部分と無音部分とを識別してＳＮＲを算出することができる。尚、受信状態取得部４１は、ＡＭ受信部１２においてＡＭラジオ放送信号のＳＮＲを算出している場合には、ＡＭ受信部１２からＡＭラジオ放送信号のＳＮＲを取得すればよい。

変動量算出部４２は、所定時間内におけるＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量を算出する。変動量を算出する所定時間は、例えば数秒から数十秒とすればよいが、位置判別装置４０がユーザとともに移動する速度に依存して、所定時間内に移動する移動量が数百ｍ程度となるように定めると良い。変動量は、所定時間内におけるＳＮＲの最大値と最小値の差分として算出される。

複数路判定部４３は、ＧＰＳ信号に基づいて計測された現在位置に対応して、並存する２以上の路面が存在するか否かを判定する。図２は、２以上の路面が並存する場合について説明するための模式図である。図２に示す道路Ａは、並存する道路がないが、３分岐点Ｐから先で高架上の道路Ｂ、高架下の道路Ｃ、地下の道路Ｄに分岐し、道路Ｂ〜Ｄが高低差を有して並存する。道路Ａを通行している場合、３分岐点Ｐを通過した時点で、高低差のある２以上の路面が並存することになる。

路面判別部４４は、ＧＰＳ信号の受信状態としてのＣＮＲ、およびＡＭラジオ放送信号の受信状態としてのＳＮＲの変動値に応じて、並存する２以上の路面のうち、いずれの路面に位置するかを判別する。路面判別部４４は、ＧＰＳ信号のＣＮＲを第１閾値と比較し、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動値を第２閾値と比較することによって判別する。路面判別部４４は、ＧＰＳ信号のＣＮＲを第１閾値と比較することによって、位置判別装置４０の上空が遮蔽されているか否か、またそのようなエリアに入ったか、あるいはエリアから出たかを判別し、ＧＰＳ信号のＣＮＲが第１閾値より高ければ、上空に遮蔽物が無い高架上などの路面Ｂに位置すると判別する。

路面判別部４４は、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動値を第２閾値と比較することによって、遮蔽の影響や都市雑音等の影響を受け易く、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量が大きい地上の低い位置にあるか否かを判別する。ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動値が第２閾値より高ければ、地上の低い位置にある、高架下の路面Ｃに位置すると判別し、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動値が第２閾値より低ければ、都市雑音の影響を受けにくい地下道やトンネルである路面Ｄに位置すると判別する。また路面判別部４４は、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動値を第３閾値と比較することによって、二番目に位置が高い路面に位置するか、トンネルや地下道等の構造物内の路面に位置するかを判別してもよい。

次に位置判別装置４０の動作について説明する。図３は位置判別処理の手順を示すフローチャートである。位置判別装置４０は、ＧＰＳ受信部１１によってＧＰＳ信号の受信を開始し、ＡＭ受信部１２によってＡＭラジオ放送信号の受信を開始する（Ｓ１）。このステップＳ１の状態において、位置判別装置４０は、ＧＰＳ信号に基づいて現在位置を計測し、表示部３０に現在位置を地図とともに表示する。また、ユーザがＡＭラジオ放送を使用していない場合でも、ＡＭ受信部１２においてＧＰＳにより計測される現在位置を含む地域で受信可能な放送局を選局し、ＡＭラジオ放送信号を受信するようにする。

位置判別装置４０の受信状態取得部４１は、ＧＰＳ受信部１１からＧＰＳ信号のＣＮＲの取得を開始し、ＡＭ受信部１２からＡＭラジオ放送信号のＲＳＳＩの取得を開始する（Ｓ２）。ＧＰＳ信号のＣＮＲには、時々刻々のＣＮＲを用いるほか、サンプリングしたＣＮＲの平均値、移動平均値としてもよく、平均値や移動平均値を用いる場合も含まれる。後述するように、ＧＰＳ信号に基づいて上空が遮蔽されているか否か判定するため、高仰角のＧＰＳ衛星からの受信信号を得ることが好ましい。したがって、受信中の複数のＧＰＳ衛星の仰角情報に基づいて高仰角のＧＰＳ衛星をフィルタリングし、複数のＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号のＣＮＲを一定間隔でサンプリングして合計した後、平均値を算出する。ここで一定間隔とは例えば１秒ごとである。また、算出した平均値を時間軸方向に更に平均化して移動平均値を求める。ＧＰＳ信号のＣＮＲとして、平均値または移動平均値を用いることにより、短時間の大きな変動を平滑化することができるが、サンプリング数を増やすと、遅延が大きくなりリアルタイム性が損なわれるため、適切なサンプリング数を設定するとよい。

受信状態取得部４１は、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの算出を開始する（Ｓ３）。受信状態取得部４１は、ＡＭ受信部１２においてＡＭラジオ放送信号のＳＮＲを算出している場合には、ＡＭ受信部１２からＡＭラジオ放送信号のＳＮＲを取得すればよい。

位置判別装置４０の変動量算出部４２は、所定時間内におけるＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量の算出を開始する（Ｓ４）。変動量を算出する所定時間は、上述のように例えば数秒から数十秒とすればよい。

位置判別装置４０の複数路判定部４３は、ＧＰＳ信号に基づいて計測された現在位置に対応して、２以上の路面が並存するか否かを判定する（Ｓ５）。ステップＳ５において否と判定した場合（Ｓ５：ＮＯ）、ステップＳ５を繰り返し待機状態とする。このステップＳ５を繰り返す待機状態において、変動量算出部４２は、所定期間におけるＧＰＳ信号のＣＮＲおよびＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量の算出を継続している。図２に示す道路Ａを通行している場合、３分岐点Ｐを通過した時点で、２以上の路面が並存することになり、ステップＳ５において並存するとの判定となる。

ステップＳ５において並存すると判定した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、２以上の路面のうちのいずれの路面に位置するかを判別する処理を開始する。図４は、路面判別における条件を示す図表である。位置判別装置４０の路面判別部４４は、図４に示す条件１に従って、ＧＰＳ信号のＣＮＲが所定時間内で第１閾値以上の範囲にあったか、または第１閾値を跨いで上昇したかを判定する（Ｓ６）。第１閾値は、位置判別装置４０の上空が遮蔽されているか否か、またそのようなエリアに入ったか、あるいはエリアから出たかを判別するために適切な値に設定する。また、所定時間は、一般的な走行速度の場合、例えばステップＳ５でＹＥＳと判定した時刻を基準時刻とし、基準時刻の５秒前から７秒後の１２秒間とする。移動する速度に応じて、基準時刻の前後に判別に十分な時間を所定時間として確保する。

路面判別部４４は、ＧＰＳ信号のＣＮＲが所定時間内で第１閾値以上の範囲にあった場合、または閾値を跨いで上昇した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、一番位置が高い路面に位置すると判別し（Ｓ７）、処理を終了する。例えば図２に示す例では、高架上の道路Ｂに位置すると判別される。路面判別部４４は、ＧＰＳ信号のＣＮＲが所定時間内で第１閾値以上の範囲にあった場合、または第１閾値を跨いで上昇した場合、ＧＰＳ衛星からの見通しが良い位置にあることから、一番位置が高い路面に位置すると判別する。

ステップＳ６において、いずれの場合にも該当しない場合（Ｓ６：ＮＯ）、路面判別部４４は、図４に示す条件２に従って、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量が第２閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ８）。第２閾値は、遮蔽の影響や都市雑音等の影響を受け易く、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量が大きい地上の低い位置にあるかを判別するために適切な値に設定する。

ステップＳ８において、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量が第２閾値以上であると判定した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、地上で位置が一番低い路面に位置すると判別し（Ｓ９）、処理を終了する。例えば図２に示す例では、高架下の道路Ｃに位置すると判別される。

ステップＳ８において、否と判定した場合（Ｓ８：ＮＯ）、路面判別部４４は、図４に示す条件３に従って、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量が第３閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０）。第３閾値は、第２閾値よりも小さい値とし、位置判別装置４０の周囲の障害物等によって電波が遮蔽され易いが、一部はあまり遮蔽されていないエリアであるかを判別するために適切な値に設定する。路面判別部４４は、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量が第３閾値以上であれば、位置が比較的高く、都市雑音の影響を相対的に受けにくい、二番目に高い路面に位置すると判別し、第３閾値より小さければ、図４に示す条件４に従って、トンネルや地下道等の構造物内の路面に位置すると判別する。

ステップＳ１０において、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量が第３閾値以上であると判定した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、二番目に位置が高い路面に位置すると判別し（Ｓ１１）、処理を終了する。例えば図２に示す例では、高架下の道路Ｃのみが該当する。ステップＳ１０において、否と判定した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、路面判別部４４は、トンネルや地下道等の構造物内の路面に位置すると判別し（Ｓ１２）、処理を終了する。この場合、路面判別部４４は、位置判別装置４０の周囲の障害物等によって電波が遮蔽され、トンネルや地下道等の構造物内の路面に位置する可能性が最も高いと判断することができる。例えば図２に示す例では、トンネルまたは地下道に相当する道路Ｄに位置すると判別される。

図５（ａ）および（ｂ）は、地上でのＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量を示すグラフであり、図６（ａ）および（ｂ）は、地下でのＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量を示すグラフである。図５（ａ）に示すケースは、障害物による電波の遮蔽や周囲雑音の影響を受け易い地上におけるＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量の例を示しており、変動量が第２閾値以上となっている。図５（ｂ）に示すケースは、比較的高い位置におけるＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量の例を示しており、変動量が第３閾値以上であり、第２閾値未満となっている。

図６（ａ）に示すケースは、トンネルや地下道等の構造物内でＡＭラジオ放送が再送信されている場合のＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量の例を示しており、変動量が第３閾値よりも小さくなっている。図６（ｂ）に示すケースは、トンネルや地下道等の構造物内でＡＭラジオ放送が再送信されていない場合のＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量の例を示している。このケースでは、ＡＭラジオ放送信号を受信することができず、音声信号成分が無くＳＮＲが０（ゼロ）になるため、変動量は０となって第３閾値よりも小さくなる。

上述のように、位置判別装置４０は、高低差を有し並存する２以上の路面のうち、いずれの路面に位置するかを判別する。位置判別装置４０の路面判別部４４は、ＧＰＳ信号のＣＮＲを第１閾値と比較することによって、位置判別装置４０の上空が遮蔽されているか否か、またそのようなエリアに入ったか、あるいはエリアから出たかを判別し、一番位置が高い路面に位置するか否かを判別することができる。

路面判別部４４は、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動値を第２閾値と比較することによって、遮蔽の影響や都市雑音等の影響を受け易く、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量が大きい地上の低い位置にあるか否かを判別することができる。また路面判別部４４は、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動値を第３閾値と比較することによって、二番目に位置が高い路面に位置するか、トンネルや地下道等の構造物内の路面に位置するかを判別することができる。

ＡＭラジオ放送信号は、一送信所当たりの放送エリアが広く遠距離受信となり、昼夜での電波伝搬特性の違いから、同一地点でも受信信号強度が異なる場合が多い。また、夜間には電離層の影響でフェージングが生じ、受信信号強度が変動し易い特性を有する。したがって、位置判別装置４０は、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量を用いることによって、受信信号強度の時間的な変動の影響を直接受けることなく、路面の位置を判別することができる。

また、位置判別装置４０は、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動値を用いるので、ＡＭ受信部１２の受信性能が異なる装置にも適用することができる。またスマートフォン等の携帯電話端末や、安価なポータブルナビゲーション装置、安価な車載ナビゲーション装置等の、高低差のある２以上の路面の判別が困難なナビゲーション装置でも、内蔵または外付け可能なＡＭラジオ放送の受信機能が確保されていれば、位置判別装置４０における路面判別のためのソフトウェア機能を追加できる。

また、位置判別装置４０は、道路だけでなく、立体駐車場などの屋上、地上および地下のいずれの路面に位置するかの判別、地上と地下街のいずれの路面に位置するかの判別にも適用することができる。

次に、実施形態１に係る位置判別装置４０、位置判別方法および位置判別プログラムの特徴を説明する。
実施形態１に係る位置判別装置４０は、受信状態取得部４１、変動量算出部４２および路面判別部４４を備える。受信状態取得部４１は、受信される第１信号（ＧＰＳ信号）の受信状態、およびＧＰＳ信号と帯域が異なる放送（ＡＭラジオ放送）の周波数帯域における第２信号（ＡＭラジオ放送信号）の受信状態を取得する。変動量算出部４２は第２信号の受信状態の変動量を算出する。路面判別部４４は、第１信号の受信状態、および変動量算出部４２により算出した変動量に応じて、並存する２以上の路面のうち、自己がいずれの路面に位置するかを判別する。これにより、位置判別装置４０は、並存する２以上の路面のうちのいずれの路面に位置するかを、放送の周波数帯域での受信に基づいて判別することができる。

また第１信号および第２信号の受信状態は、それぞれの信号の搬送波対雑音比または信号対雑音比である。これにより、位置判別装置４０は、遮蔽の影響や都市雑音等の影響を考慮して、並存する２以上の路面のうちのいずれの路面に位置するかを判別することができる。

また第１信号はＧＰＳ信号であり、第２信号はＡＭラジオ放送の周波数帯域における信号（ＡＭラジオ放送信号）である。これにより、位置判別装置４０は、ＡＭラジオ放送信号の受信の際に遮蔽の影響や都市雑音等の影響によって生じる変動量を考慮して、並存する２以上の路面のうちのいずれの路面に位置するかを判別することができる。

また実施形態１に係る位置判別方法は、受信状態取得ステップ、変動量算出ステップおよび路面判別ステップを備える。受信状態取得ステップは、受信される第１信号（ＧＰＳ信号）の受信状態、および前記第１信号と帯域が異なる放送（ＡＭラジオ放送）の周波数帯域における第２信号（ＡＭラジオ放送信号）の受信状態を取得する。変動量算出ステップは、第２信号の受信状態の変動量を算出する。路面判別ステップは、第１信号の受信状態、および変動量算出ステップにより算出した変動量に応じて、並存する２以上の路面のうち、自己がいずれの路面に位置するかを判別する。この位置判別方法によって、並存する２以上の路面のうちのいずれの路面に位置するかを、放送の周波数帯域での受信に基づいて判別することができる。

また実施形態１に係る位置判別プログラムは、受信状態取得ステップ、変動量算出ステップおよび路面判別ステップをコンピュータに実行させる。受信状態取得ステップは、受信される第１信号（ＧＰＳ信号）の受信状態、および第１信号と帯域が異なる放送（ＡＭラジオ放送）の周波数帯域における第２信号（ＡＭラジオ放送信号）の受信状態を取得する。変動量算出ステップは、第２信号の受信状態の変動量を算出する。路面判別ステップは、第１信号の受信状態、および変動量算出ステップにより算出した変動量に応じて、並存する２以上の路面のうち、自己がいずれの路面に位置するかを判別する。この位置判別プログラムによって、並存する２以上の路面のうちのいずれの路面に位置するかを、放送の周波数帯域での受信に基づいて判別することができる。

（実施形態２）
実施形態１に係る位置判別装置４０では、第２信号としてＡＭラジオ放送信号を受信したが、ＡＭラジオ放送の周波数帯域におけるノイズ信号を受信してもよい。実施形態２に係る位置判別装置４０は、図１に示す構成と同等の回路および部品によって構成することができるが、ＡＭ受信部１２はＡＭラジオ放送でのノイズ信号を受信し、ノイズ信号の信号強度を位置判別装置４０の受信状態取得部４１へ出力する。位置判別装置４０の変動量算出部４２は、ノイズ信号の信号強度の変動量を算出するが、変動量の算出は、実施形態１におけるＡＭラジオ放送信号のＳＮＲの変動量の算出と同様に行う。

実施形態２に係る位置判別装置４０による位置判別の処理の手順は、実施形態１において説明した図３のフローチャートに示す手順と同等である。実施形態２における位置判別の処理では、ステップＳ２において、ＡＭラジオ放送信号のＲＳＳＩの代わりにノイズ信号の信号強度の取得を開始し、ステップＳ３による処理を実行せず、ステップＳ４に移行してノイズ信号の信号強度の変動値を算出する。ステップＳ４の後、ステップＳ５〜Ｓ７は同様である。

図７は、実施形態２に係る路面判別における条件を示す図表である。図７に示す条件１は、図４に示す条件１と同様であるため、実施形態２における位置判別の処理は、図３に示すステップＳ６およびＳ７と同様になる。図３に示すステップＳ８では、図７に示す条件２に従って、ノイズ信号の信号強度の変動量が第４閾値以上であるか否かを判定する。ステップＳ１０では、図７に示す条件３に従って、ノイズ信号の信号強度の変動量が第５閾値以上であるか否かを判定する。図３に示すステップＳ９、Ｓ１１およびＳ１２の内容は、実施形態２に係る路面判別の処理でも同様である。

第４閾値は、遮蔽の影響や都市雑音等の影響を受け易く、ノイズ信号の信号強度の変動量が大きい地上の低い位置にあるかを判別するために適切な値に設定する。第５閾値は、第４閾値よりも小さい値とし、位置判別装置４０の周囲の障害物等によって電波が遮蔽され易いが、一部はあまり遮蔽されていないエリアであるかを判別するために適切な値に設定する。

図８（ａ）〜（ｃ）は、ノイズ信号の信号強度の変動量を示すグラフである。図８（ａ）に示すケースは、障害物による電波の遮蔽や周囲雑音の影響を受け易い地上におけるノイズ信号の信号強度の変動量の例を示しており、変動量が第４閾値以上となっている。図８（ｂ）に示すケースは、比較的高い位置におけるノイズ信号の信号強度の変動量の例を示しており、変動量が第５閾値以上であり、第４閾値未満となっている。図８（ｃ）に示すケースは、トンネルや地下道等の構造物内でのノイズ信号の信号強度の変動量の例を示しており、変動量が第５閾値よりも小さくなっている。

位置判別装置４０は、ＧＰＳ信号のＣＮＲを第１閾値と比較することによって、位置判別装置４０の上空が遮蔽されているか否か、またそのようなエリアに入ったか、あるいはエリアから出たかを判別し、一番位置が高い路面に位置するか否かを判別することができる。

路面判別部４４は、ノイズ信号の信号強度の変動値を第４閾値と比較することによって、遮蔽の影響や都市雑音等の影響を受け易く、ノイズ信号の信号強度の変動量が大きい地上の低い位置にあるか否かを判別することができる。また路面判別部４４は、ノイズ信号の信号強度の変動値を第５閾値と比較することによって、二番目に位置が高い路面に位置するか、トンネルや地下道等の構造物内の路面に位置するかを判別することができる。

実施形態２に係る位置判別装置４０では、第２信号が放送（ＡＭラジオ放送）の周波数帯域におけるノイズ信号であり、変動量算出部４２は、ノイズ信号の変動量を算出する。これにより、位置判別装置４０は、ノイズ信号の信号強度の変動値に基づいて位置判別を行うことができ、ＡＭラジオ放送信号のＳＮＲを算出することなく、処理を簡略化することができる。

上述の実施形態１および実施形態２においては、第１信号としてＧＰＳ信号を用いる例を示したが、この例に限られず、ＧＰＳ信号の代わりに位置判別装置４０の上空に遮蔽がない場合に受信状態が良好となる信号を用いてもよい。また、第２信号としてＡＭラジオ放送信号を用いる例を示したが、この例に限られず、ＡＭラジオ放送信号を用いた閾値比較と同様に、地上の路面、地上の高い位置の路面および地下の路面等を判別し得る他の放送の周波数帯域における信号を用いてもよい。

また上述の実施形態１および実施形態２においては、ＧＰＳ信号、ＡＭラジオ放送信号、およびＡＭラジオ放送の周波数帯域におけるノイズ信号について、急峻な信号が重畳して特異点が生じる場合には、特異点を除去するように処理してもよい。

また第１信号の受信状態によらず、第２信号の受信状態の変動量のみを判別条件とする形態があってもよい。この形態では第１信号の受信状態による判別を行わない点を除き上述の実施形態１および実施形態２と同様であり、第２信号のＳＮＲの変動値を第２閾値および第３閾値と比較することによって、変動値が高い順に都市雑音の影響を最も受けやすい地上で一番位置が低い路面、地上で比較的高い位置にある路面、トンネルや地下道等の路面であると判別する。

以上、本発明の実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。

４１ 受信状態取得部、 ４２ 変動量算出部、 ４４ 路面判別部、
４０ 位置判別装置。

Claims (6)

1. 受信される第１信号の受信状態、および前記第１信号と帯域が異なる放送の周波数帯域における第２信号の受信状態を取得する受信状態取得部と、
   前記第２信号の受信状態の変動量を算出する変動量算出部と、
   前記第１信号の受信状態、および前記変動量算出部により算出した変動量に応じて、並存する２以上の路面のうち、自己がいずれの路面に位置するかを判別する路面判別部と、
   を備えることを特徴とする位置判別装置。
2. 前記第２信号は、放送の周波数帯域におけるノイズ信号であり、
   前記変動量算出部は、ノイズ信号の変動量を算出することを特徴とする請求項１に記載の位置判別装置。
3. 前記第１信号および前記第２信号の受信状態は、それぞれの信号の搬送波対雑音比または信号対雑音比であることを特徴とする請求項１に記載の位置判別装置。
4. 前記第１信号はＧＰＳ信号であり、
   前記第２信号はＡＭラジオ放送の周波数帯域における信号であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の位置判別装置。
5. 受信される第１信号の受信状態、および前記第１信号と帯域が異なる放送の周波数帯域における第２信号の受信状態を取得する受信状態取得ステップと、
   前記第２信号の受信状態の変動量を算出する変動量算出ステップと、
   前記第１信号の受信状態、および前記変動量算出ステップにより算出した変動量に応じて、並存する２以上の路面のうち、自己がいずれの路面に位置するかを判別する路面判別ステップと、
   を備えることを特徴とする位置判別方法。
6. 受信される第１信号の受信状態、および前記第１信号と帯域が異なる放送の周波数帯域における第２信号の受信状態を取得する受信状態取得ステップと、
   前記第２信号の受信状態の変動量を算出する変動量算出ステップと、
   前記第１信号の受信状態、および前記変動量算出ステップにより算出した変動量に応じて、並存する２２以上の路面のうち、自己がいずれの路面に位置するかを判別する路面判別ステップと、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする位置判別プログラム。

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