JP4065765B2 - 車両位置検出方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ（全世界的衛星航法システム）受信機によって受信したＧＰＳ情報に基づいて車両位置を検出する車両位置検出方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車載用のナビゲーション装置は、ＧＰＳ受信機を備えており、このＧＰＳ受信機によってＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ情報に基づいて車両位置を計算している。この計算された車両位置に基づいて、車両周辺の地図表示や周辺施設の検索が行われるため、検出される車両位置の精度は高い方が好ましい。
【０００３】
特に、自車両とその周辺の他の車両との相対位置を求める場合には、車両位置の検出精度が高くないと正確な相対位置の計算は困難になり、これらの車両の走行位置の前後左右の関係を誤ってしまうおそれがある。
２台の車両の相対位置を検出する従来技術としては、ＧＰＳ電波伝搬時間の誤差をキャンセルして検出精度を向上させた相対位置算出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この相対位置算出装置では、ＧＰＳ電波伝搬時間の誤差によって起因する相対位置のずれが補正され、自車を基準とした近接走行車両の相対位置を高い精度でリアルタイムに知ることが可能になる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１４８６６５号公報（第４−５頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特許文献１に開示された装置では、ＧＰＳ電波伝搬時間の誤差をキャンセルすることはできるが、それぞれの車両においてＧＰＳ情報に基づいて検出された車両位置自体の検出精度が上がるわけではない。特に、ＧＰＳ情報に基づいて検出される車両位置は、ＤＧＰＳ（高精度ＧＰＳ）の場合でも数ｍ程度の誤差があり、それ以下の精度で車両の絶対位置を計算したり、接近した位置を走行中の車両間の相対位置を計算しようとした場合には、位置の検出精度が悪いという問題があった。
【０００６】
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、車両位置の検出精度を上げることができる車両位置検出方法および装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の車両位置検出方法は、第１の車両に対応してＧＰＳ衛星からＧＰＳ情報を取得する第１のステップと、第１の車両に対応するＧＰＳ情報に基づいて第１の車両の位置を複数の車両において計算した結果を取得する第２のステップと、第２のステップにおいて複数の車両から取得した複数の計算結果を用いて、第１の車両の真の位置を計算する第３のステップとを有している。同じＧＰＳ情報を用いて複数の車両において別々に計算した車両位置にはランダムな誤差が含まれていると考えられるため、これらの計算結果を用いて車両位置を計算することにより、ランダムに発生した誤差をうち消すことが可能になり、第１の車両の位置の検出精度を上げることが可能になる。
【０００８】
また、上述した第３のステップは、複数の計算結果を用いて、複数の車両において行われる計算に含まれる誤差を推定する第４のステップと、複数の計算結果のいずれかに対して、第４のステップにおいて推定された誤差分をキャンセルする第５のステップとを有することが望ましい。複数の車両のそれぞれにおける計算に含まれる誤差によって各計算結果に差が生じるため、これら複数の計算結果を用いることによりこの誤差を推定することができ、この誤差分をキャンセルすることにより車両位置の検出精度を上げることができる。
【０００９】
また、上述した第３のステップにおける計算は、複数の計算結果を平均化する演算であることが望ましい。計算結果に誤差が含まれなければ、複数の車両において計算された第１の車両の位置は全て同じになるはずであり、各計算結果に誤差が含まれるために各車両で計算された各車両位置が真の車両位置と一致せずにその周囲に分布する。したがって、誤差を含む各計算結果を平均化することにより、この平均値を第１の車両の真の車両位置に近づけることが可能になり、車両位置の検出精度を上げることができる。
【００１０】
また、上述した複数の車両には、第１の車両の他に第２の車両が含まれており、第２の車両に対応してＧＰＳ衛星から取得したＧＰＳ情報に基づいて計算した車両位置と、第１の車両に対応するＧＰＳ情報に基づいて計算した車両位置とに基づいて、第１および第２の車両との間の相対位置を計算する第６のステップを有することが望ましい。第１および第２の車両のそれぞれに対応して取得されたＧＰＳ情報に基づいて同じ車両において車両位置を計算した場合には、それぞれの計算に含まれる誤差の影響がほぼ同じ、すなわち、計算された車両位置が真の車両位置からずれる向きや程度がほぼ同じになると考えられるため、これらの計算結果を用いることにより第１および第２の車両の相対位置の検出精度を上げることが可能になる。
【００１１】
また、本発明の車両位置検出装置は、他の車両に対応してＧＰＳ衛星から取得したＧＰＳ情報と、このＧＰＳ情報に基づいて他の車両において計算された第１の車両位置とを受信する他車両情報受信手段と、他の車両に対応するＧＰＳ情報に基づいて自車両において第２の車両位置を計算する他車両位置計算手段と、第１および第２の車両位置に基づいて、車両位置計算に発生する誤差を推定する誤差推定手段と、第２の車両位置に対して、誤差推定手段によって推定された誤差分をキャンセルする他車両位置補正手段とを備えている。また、上述した自車両に対応してＧＰＳ衛星からＧＰＳ情報を受信するＧＰＳ受信手段と、ＧＰＳ受信手段で受信したＧＰＳ情報に基づいて、自車両の位置を計算する自車両位置計算手段と、自車両位置計算手段によって計算された自車両の位置に対して、誤差推定手段によって推定された誤差分をキャンセルする自車両位置補正手段とをさらに備えることが望ましい。これにより、複数の車両のそれぞれにおける計算に含まれる誤差を推定し、この誤差分をキャンセルすることにより、他の車両や自車両の車両位置の検出精度を上げることができる。
【００１２】
また、本発明の車両位置検出装置は、他の車両に対応してＧＰＳ衛星から取得したＧＰＳ情報を受信する他車両情報受信手段と、他の車両に対応するＧＰＳ情報に基づいて自車両において他の車両の位置を計算する他車両位置計算手段と、自車両に対応してＧＰＳ衛星からＧＰＳ情報を受信するＧＰＳ受信手段と、ＧＰＳ受信手段で受信したＧＰＳ情報に基づいて、自車両の位置を計算する自車両位置計算手段と、他車両位置計算手段によって計算された他の車両の位置と、自車両位置計算手段によって計算された自車両の位置とに基づいて、他の車両と自車両との間の相対位置を計算する相対位置計算手段とを備えている。他の車両と自車両のそれぞれのＧＰＳ情報を用いて、自車両においてそれぞれの車両位置を計算することにより、これらの計算結果に含まれる同程度の誤差を相対位置の計算に際してキャンセルすることが可能になり、相対位置の検出精度を上げることが可能になる。
【００１３】
また、本発明の車両位置検出装置は、自車両に対応してＧＰＳ衛星からＧＰＳ情報を取得するＧＰＳ受信手段と、ＧＰＳ受信手段で受信したＧＰＳ情報に基づいて、自車両の第１の自車両位置を計算する第１の自車両位置計算手段と、自車両に対応するＧＰＳ情報を他の車両に向けて送信する自車両情報送信手段と、他の車両に対応してＧＰＳ衛星から取得したＧＰＳ情報と、このＧＰＳ情報に基づいて他の車両において計算された第１の他車両位置と、自車両情報送信手段から送信されたＧＰＳ情報に基づいて他の車両において計算された第２の自車両位置とを受信する他車両情報受信手段と、他の車両に対応するＧＰＳ情報に基づいて自車両において第２の他車両位置を計算する第１の他車両位置計算手段と、第１および第２の他車両位置に基づいて、計算誤差を低減した第３の他車両位置を計算する第２の他車両位置計算手段と、第１および第２の自車両位置に基づいて、計算誤差を低減した第３の自車両位置を計算する第２の自車両位置計算手段と、第３の他車両位置と第３の自車両位置とに基づいて、他の車両と自車両との間の相対位置を計算する相対位置計算手段とを備えている。他の車両の真の車両位置と自車両の真の車両位置を別々に計算した後に、これらの計算結果を用いてこれらの車両の相対位置の計算を行うことにより、相対位置の検出精度をさらに上げることが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両位置検出装置について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の車両位置検出装置による位置検出動作の概要を示す図である。例えば、互いに接近した位置を２台の車両Ｘ、Ｙが走行中に、一方の車両Ｘに搭載された車両位置検出装置において、これら２台の車両Ｘ、Ｙの正確な車両位置を検出する動作の概略が示されている。
【００１５】
図１において、Ｘで示された点線の範囲は、車両Ｘに関する位置計算結果であり、その中に含まれる「Ｘp0」は車両Ｘにおいて得られたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘに搭載された車両位置検出装置で計算された車両Ｘの位置を、「Ｘp 」は検出誤差を低減した後の車両Ｘの位置をそれぞれ示している。
【００１６】
また、Ｙで示された点線の範囲は、車両Ｙに関する位置計算結果であり、その中に含まれる「Ｙp0」は車両Ｙにおいて得られたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙに搭載された車両位置検出装置で計算された車両Ｙの位置を、「Ｙxp」は車両Ｙにおいて得られたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘに搭載された車両位置検出装置で計算された車両Ｙの位置を、「Ｙp 」は検出誤差を低減した後の車両Ｙの位置をそれぞれ示している。
【００１７】
本実施形態では、車両Ｙにおいて計算された車両Ｙ自身の位置Ｙp0と、車両Ｙにおいて取得されたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘにおいて計算された車両Ｙの位置Ｙxpとに基づいて誤差を推定して、この推定された誤差分をキャンセルして車両Ｙの正確な位置Ｙp を検出している。
【００１８】
また、このようにして車両Ｙの位置Ｙp を検出することにより、車両Ｘに搭載された車両位置検出装置によって位置検出を行う場合の検出誤差（Ｙp −Ｙxp）を推定することができるので、車両Ｘにおいて計算された車両Ｘ自身の位置Ｘp0に対してこの検出誤差分の修正を行い、検出誤差を低減した車両Ｘの位置Ｘp を検出している。
【００１９】
図２は、２台の車両Ｘ、Ｙの位置検出を行う一方の車両Ｘに搭載された車両位置検出装置の詳細構成を示す図である。
図２に示すように、一方の車両Ｘに搭載された車両位置検出装置１００は、他車両情報受信部１１０、他車両位置計算部１１２、誤差推定部１１４、他車両位置補正部１１６、ＧＰＳ受信機１２０、自車両位置計算部１２２、自車両位置補正部１２４、相対位置計算部１２６を含んで構成されている。
【００２０】
他車両情報受信部１１０は、他の車両Ｙにおいて取得されたＧＰＳ情報と、このＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙ自身によって計算された車両位置Ｙp0と、これらの付随情報とを、車両Ｙに搭載された車両位置検出装置２００から受信する。付随情報には、車両Ｙにおいて取得されたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘにおいて車両Ｙの位置Ｙxpを計算するために必要な、例えばＧＰＳ情報の取得に用いられたＧＰＳ衛星の数等の情報が含まれている。
【００２１】
他車両位置計算部１１２は、他車両情報受信部１１０によって受信した車両ＹのＧＰＳ情報を用いて、車両Ｘが有する計算アルゴリズムによって車両位置Ｙxpを計算する。各車両において用いられる計算アルゴリズムは、使用するカルマンフィルターの種類や特性等によって異なっている。
【００２２】
誤差推定部１１４は、他車両位置計算部１１２の計算によって得られた車両Ｙの位置Ｙxpと、他車両情報受信部１１０によって受信した車両Ｙの位置Ｙp0とに基づいて、車両Ｙの位置計算の誤差を推定する。図１に示したように、車両Ｙにおいて取得された同じＧＰＳ情報を用いて車両Ｘ、Ｙのそれぞれにおいて計算した位置Ｙxp、Ｙp0には、計算アルゴリズムの違い等に起因して異なる誤差が含まれているため、本来なら（誤差がない場合には）同じになるはずだが実際にはそうはならない。しかし、これらの誤差は、相関がないため、互いにランダムに発生するものと考えられる。誤差推定部１１４は、２台の車両Ｘ、Ｙのそれぞれにおいて計算された車両Ｙの２つの位置Ｙxp、Ｙp0を用いて、これら２つの位置Ｙxp、Ｙp0に含まれる相対的な誤差を推定する。具体的には、（Ｙp0−Ｙxp）／２を計算することにより、図１に示す位置Ｙxpから位置Ｙp0までの距離を推定誤差として求める計算が行われる。
【００２３】
他車両位置補正部１１６は、他車両情報受信部１１０によって受信した車両Ｙの位置Ｙp0に対して、誤差推定部１１４によって計算された推定誤差に基づく補正を行って、検出誤差の影響を低減した車両Ｙの位置Ｙp を求める。具体的には、図１に示す車両Ｙの位置Ｙp0に対して推定誤差（（Ｙp0−Ｙxp）／２）を減算することにより、推定誤差分を取り除いた車両Ｙの位置Ｙp が算出される。
【００２４】
ＧＰＳ受信機１２０は、車両ＸにおいてＧＰＳ情報を取得するためのものである。自車両位置計算部１２２は、ＧＰＳ受信機１２０によって受信したＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘ自身の位置Ｘp0を計算する。自車両位置補正部１２４は、自車両位置計算部１２２によって計算した車両Ｘの位置Ｘp0に対して、誤差推定部１１４によって計算された推定誤差に基づく補正を行って、検出誤差の影響を低減した（キャンセルした）車両Ｘの位置Ｘp を求める。
【００２５】
相対位置計算部１２６は、自車両位置計算部１２２によって計算された車両Ｘの位置Ｘp0と、他車両位置計算部１１２によって車両Ｘにおいて計算された車両Ｙの位置Ｙxpとに基づいて、２台の車両Ｘ、Ｙの相対位置を計算する。２台の車両Ｘ、Ｙのそれぞれにおいて取得されたＧＰＳ情報に基づいて各車両において計算された車両位置Ｘp0、Ｙp0にはランダムな誤差が含まれているため、これらの位置Ｘp0、Ｙp0に基づいて相対位置を計算すると、誤差が累積して正確な相対位置が得られないおそれがある。ところが、接近した位置を走行中の２台の車両Ｘ、Ｙのそれぞれにおいて取得されたＧＰＳ情報に基づいて、車両Ｘにおいて同じカルマンフィルターを用いた共通のアルゴリズムを用いて計算された車両位置Ｘp0、Ｙxpには、同じ傾向の誤差が含まれていると考えられる。相対位置計算部１２６は、これらの車両位置Ｘp0、Ｙxpに基づいて相対位置を計算しており、これにより、計算された相対位置に含まれる誤差の影響を大幅に低減することが可能になる。
【００２６】
図３は、他方の車両Ｙに搭載された車両位置検出装置２００の詳細構成を示す図である。
図３に示すように、他方の車両Ｙに搭載された車両位置検出装置２００は、ＧＰＳ受信機２１０、自車両位置計算部２１２、自車両情報送信部２１４を含んで構成されている。
【００２７】
ＧＰＳ受信機２１０は、車両ＹにおいてＧＰＳ情報を取得するためのものである。自車両位置計算部２１２は、ＧＰＳ受信機２１０によって受信したＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙ自身の位置Ｙp0を計算する。自車両情報送信部２１４は、ＧＰＳ受信機２１０によって受信したＧＰＳ情報と、自車両位置計算部２１２によって計算された車両Ｙの位置Ｙp0とを車両Ｘに向けて送信する。
【００２８】
上述した車両情報受信部１１０が他車両情報受信手段に、他車両位置計算部１１２が他車両位置計算手段に、誤差推定部１１４が誤差推定手段に、他車両位置補正部１１６が他車両位置補正手段に、ＧＰＳ受信機１２０がＧＰＳ受信手段に、自車両位置計算部１２２が自車両位置計算手段に、自車両位置補正部１２４が自車両位置補正手段に、相対位置計算部１２６が相対位置計算手段にそれぞれ対応する。
【００２９】
本実施形態の車両位置検出装置はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。
図４は、車両Ｘに搭載された車両位置検出装置１００によって車両Ｘ、Ｙの正確な位置を検出する動作手順を示す流れ図である。
【００３０】
まず、他車両情報受信部１１０は、車両Ｙに搭載された車両位置検出装置２００内の自車両情報送信部２１４から送られてくる車両Ｙに対応するＧＰＳ情報と車両位置Ｙp0を受信する（ステップ１００）。
次に、他車両位置計算部１１２は、他車両情報受信部１１０によって受信した車両ＹのＧＰＳ情報に基づいて、車両Ｙの位置Ｙxpを計算し（ステップ１０１）、誤差推定部１１４は、他車両情報受信部１１０によって受信した車両Ｙの位置Ｙp0と、他車両位置計算部１１２によって計算された車両Ｙの位置Ｙxpとに基づいて、車両位置の計算において発生する誤差を推定する（ステップ１０２）。そして、他車両位置補正部１１６は、車両Ｙの位置Ｙp0からこの推定された誤差分を補正する計算を行い、正確な車両Ｙの位置Ｙp を計算する（ステップ１０３）。
【００３１】
また、自車両位置計算部１２２は、ＧＰＳ受信機１２０によって受信したＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘの位置Ｘp0を計算する（ステップ１０４）。そして、自車両位置補正部１２４は、車両Ｘの位置Ｘp0から誤差推定部１１４によって推定された誤差分を補正する計算を行い、正確な車両Ｘの位置Ｘp を計算する（ステップ１０５）。
【００３２】
次に、相対位置計算部１２６は、自車両位置計算部１２２によって計算された車両Ｘの位置Ｘp0と、他車両位置計算部１１２によって計算された車両Ｙの位置Ｙxpとに基づいて、具体的にはこれら２つの車両位置の座標（経度、緯度）の差を求めることにより、相対位置を計算する（ステップ１０６）。
【００３３】
このように、本実施形態の車両位置検出装置１００では、車両Ｙに対応するＧＰＳ情報を用いて複数の車両Ｘ、Ｙにおいて別々に計算した結果を用いて、車両Ｙの真の位置を計算することにより、ランダムに発生した誤差をうち消すことが可能になり、車両位置の検出精度を上げることが可能になる。
【００３４】
特に、車両Ｘ、Ｙのそれぞれにおける計算に含まれる誤差によって各計算結果に差が生じるため、これら複数の計算結果を用いることによりこの誤差を推定することができ、この誤差分をキャンセルすることにより車両位置の検出精度を上げることができる。
【００３５】
また、車両Ｘ、Ｙのそれぞれに対応して取得されたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘの車両位置検出装置１００において車両位置を計算した場合には、それぞれの計算に含まれる誤差の影響がほぼ同じ、すなわち、計算された車両位置が真の車両位置からずれる向きや程度がほぼ同じになると考えられるため、これらの計算結果を用いることにより２台の車両Ｘ、Ｙの相対位置の検出精度を上げることが可能になる。
【００３６】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態の車両位置検出装置による位置検出動作の概要を示す図である。図１に示した場合と同様に、互いに接近した位置を２台の車両Ｘ、Ｙが走行中に、一方の車両Ｘに搭載された車両位置検出装置において、これら２台の車両Ｘ、Ｙの正確な車両位置を検出する動作の概略が示されている。
【００３７】
図５において、Ｘで示された点線は、車両Ｘに関する位置計算結果であり、その中に含まれる「Ｘp0」は車両Ｘにおいて得られたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘに搭載された車両位置検出装置で計算された車両Ｘの位置を、「Ｘyp」は車両Ｘにおいて得られたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙに搭載された車両位置検出装置で計算された車両Ｘの位置を、「Ｘp 」は検出誤差を低減した後の車両Ｘの位置をそれぞれ示している。
【００３８】
また、Ｙで示された点線の範囲は、車両Ｙに関する位置計算結果であり、その中に含まれる「Ｙp0」は車両Ｙにおいて得られたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙに搭載された車両位置検出装置で計算された車両Ｙの位置を、「Ｙxp」は車両Ｙにおいて得られたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘに搭載された車両位置検出装置で計算された車両Ｙの位置を、「Ｙp 」は検出誤差を低減した後の車両Ｙの位置をそれぞれ示している。これらの関係は、図１に示した内容と同じである。
【００３９】
本実施形態では、車両Ｙにおいて計算された車両Ｙ自身の位置Ｙp0と、車両Ｙにおいて取得されたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘにおいて計算された車両Ｙの位置Ｙxpとに基づいて誤差を推定して、この推定された誤差分をキャンセルして車両Ｙの正確な位置Ｙp を検出するとともに（この点に関しては第１の実施形態と同じである）、車両Ｘにおいて計算された車両Ｘ自身の位置Ｘp0と、車両Ｘにおいて取得されたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙにおいて計算された車両Ｘの位置Ｘypとに基づいて誤差を推定して、この推定された誤差分をキャンセルした車両Ｘの正確な位置Ｘp を検出している。
【００４０】
図６は、第２の実施形態において２台の車両Ｘ、Ｙの位置検出を行う一方の車両Ｘに搭載された車両位置検出装置の詳細構成を示す図である。
図６に示すように、一方の車両Ｘに搭載された車両位置検出装置１００Ａは、他車両情報受信部１１０Ａ、他車両位置計算部１１２、他車両誤差推定部１１４Ａ、他車両位置補正部１１６、ＧＰＳ受信機１２０、自車両位置計算部１２２、自車両位置補正部１２４Ａ、相対位置計算部１２６Ａ、自車両情報送信部１３０、自車両誤差推定部１３２を含んで構成されている。図２に示した車両位置検出装置１００に含まれる各構成と同じ動作を行う構成については同じ符号を付し、また、類似した動作を行う構成については同じ符号の末尾にＡを付加して、重複した説明は省略するものとする。
【００４１】
他車両情報受信部１１０Ａは、他の車両Ｙにおいて取得されたＧＰＳ情報と、このＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙ自身によって計算された車両位置Ｙp0と、車両Ｘから送信されたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙにおいて計算された車両位置Ｘypとを、車両Ｙに搭載された車両位置検出装置２００Ａから受信する。
【００４２】
他車両誤差推定部１１４Ａは、他車両位置計算部１１２の計算によって得られた車両Ｙの位置Ｙxpと、他車両情報受信部１１０Ａによって受信した車両Ｙの位置Ｙp0とに基づいて、車両Ｙの位置計算の誤差を推定する。
他車両位置補正部１１６は、他車両情報受信部１１０Ａによって受信した車両Ｙの位置Ｙp0に対して、他車両誤差推定部１１４Ａによって計算された推定誤差に基づく補正を行って、車両Ｙの正確な位置Ｙp を求める。
【００４３】
自車両情報送信部１３０は、ＧＰＳ受信機１２０によって受信された車両Ｘに対応するＧＰＳ情報を車両Ｙに向けて送信する。上述した他車両情報受信部１１０Ａは、このようにして送られたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙにおいて計算され、送り返されてくる車両Ｘの位置Ｘypを受信する。
【００４４】
自車両誤差推定部１３２は、自車両位置計算部１２２によって計算された車両Ｘの位置Ｘp0と、他車両情報受信部１１０Ａによって受信した車両Ｘの位置Ｘypとに基づいて、車両Ｘの位置計算の誤差を推定する。具体的には、（Ｘyp−Ｘp0）／２を計算することにより、図５に示す位置Ｘp0から位置Ｘypまでの距離を推定誤差として求める計算が行われる。
【００４５】
自車両位置補正部１２４Ａは、自車両位置計算部１２２によって計算した車両Ｘの位置Ｘp0に対して、自車両誤差推定部１３２によって計算された推定誤差に基づく補正を行った、検出誤差の影響を低減した車両Ｘの位置Ｘp を求める。具体的に、図５に示す車両位置Ｘp0に対して推定誤差（（Ｘyp−Ｘp0）／２）を加算することにより、推定誤差分を取り除いた車両Ｘの位置Ｘp が算出される。
【００４６】
図７は、他の車両Ｙに搭載された車両位置検出装置２００Ａの詳細構成を示す図である。
図７に示すように、他方の車両Ｙに搭載された車両位置検出装置２００Ａは、ＧＰＳ受信機２１０、自車両位置計算部２１２、自車両情報送信部２１４Ａ、他車両情報受信部２２０、他車両位置計算部２２２を含んで構成されている。図３に示した車両位置検出装置２００に含まれる各構成と同じ動作を行う構成については同じ符号を付し、また、類似した動作を行う構成については同じ符号の末尾にＡを付加して、重複した説明は省略するものとする。
【００４７】
他車両情報受信部２２０は、車両Ｘの車両位置検出装置１００Ａ内の自車両情報送信部１３０から送られてくる車両Ｘに対応するＧＰＳ情報を受信する。他車両位置計算部２２２は、他車両情報受信部２２０によって受信した車両ＸのＧＰＳ情報を用いて、車両Ｙが有する計算アルゴリズムによって車両位置Ｘypを計算する。
【００４８】
自車両情報送信部２１４Ａは、ＧＰＳ受信機２１０によって受信したＧＰＳ情報と、自車両位置計算部２１２によって計算された車両Ｙの位置Ｙp0と、他車両位置計算部２２２によって車両Ｙにおいて計算された車両Ｘの位置Ｘypとを車両Ｘに向けて送信する。
【００４９】
上述したＧＰＳ受信機１２０がＧＰＳ受信手段に、自車両位置計算部１２２が第１の自車両位置計算手段に、自車両情報送信部１３０が自車両情報送信手段に、他車両情報受信部１１０Ａが他車両情報受信手段に、他車両位置計算部１１２が第１の他車両位置計算手段に、他車両誤差推定部１１４Ａおよび他車両位置補正部１１６が第２の他車両位置計算手段に、自車両誤差推定部１３２および自車両位置補正部１２４Ａが第２の自車両位置計算手段に、相対位置計算部１２６Ａが相対位置計算手段にそれぞれ対応する。
【００５０】
本実施形態の車両位置検出装置はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。
図８は、車両Ｘに搭載された車両位置検出装置１００Ａによって車両Ｘ、Ｙの正確な位置を検出する動作手順を示す流れ図である。
【００５１】
まず、自車両情報送信部１３０は、ＧＰＳ受信機１２０によって受信されたＧＰＳ情報を車両Ｙに搭載された車両位置検出装置２００Ａ内の他車両情報受信部２２０に向けて送信する（ステップ２００）。その後、他車両情報受信部１１０Ａは、車両位置検出装置２００Ａ内の自車両情報送信部２１４Ａから送られてくる車両Ｙに対応するＧＰＳ情報と車両位置Ｙp0、Ｘypを受信する（ステップ２０１）。
【００５２】
次に、他車両位置計算部１１２は、他車両情報受信部１１０Ａによって受信した車両ＹのＧＰＳ情報に基づいて、車両Ｙの位置Ｙxpを計算し（ステップ２０２）、他車両誤差推定部１１４Ａは、他車両情報受信部１１０Ａによって受信した車両Ｙの位置Ｙp0と、他車両位置計算部１１２によって計算された車両Ｙの位置Ｙxpとに基づいて、車両Ｙの位置計算において発生する誤差を推定する（ステップ２０３）。そして、他車両位置補正部１１６は、車両Ｙの位置Ｙp0からこの推定された誤差分を補正する計算を行い、正確な車両Ｙの位置Ｙp を計算する（ステップ２０４）。
【００５３】
また、自車両位置計算部１２２は、ＧＰＳ受信機１２０によって受信したＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘの位置Ｘp0を計算し（ステップ２０５）、自車両誤差推定部１３２は、他車両情報受信部１１０Ａによって受信した車両Ｘの位置Ｘypと、自車両位置計算部１２２によって計算された車両Ｘの位置Ｘp0とに基づいて、車両Ｘの位置計算において発生する誤差を推定する（ステップ２０６）。そして、自車両位置補正部１２４Ａは、車両Ｘの位置Ｘp0からこの推定された誤差分を補正する計算を行い、正確な車両Ｘの位置Ｘp を計算する（ステップ２０７）。
【００５４】
次に、相対位置計算部１２６Ａは、自車両位置補正部１２４Ａによって計算された車両Ｘの位置Ｘp と、他車両位置補正部１１６によって計算された車両Ｙの位置Ｙp とに基づいて、具体的にはこれら２つの車両位置の座標（経度、緯度）の差を求めることにより、相対位置を計算する（ステップ２０８）。
【００５５】
このように、本実施形態の車両位置検出装置１００Ａでは、車両Ｘ、Ｙのそれぞれについて別々に誤差の推定およびキャンセルを行って真の車両位置を計算しており、これらの計算結果を用いて２台の車両Ｘ、Ｙの相対位置の計算を行うことにより、相対位置の検出精度をさらに上げることが可能になる。
【００５６】
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。上述した実施形態では、２台の車両Ｘ、Ｙの計算結果を用いて車両位置の検出を行うようにしたが、３台以上の車両の計算結果を用いて車両位置の検出を行うようにしてもよい。例えば、車両Ｘ以外に２台以上の車両Ｙ１、Ｙ２、…が互いに接近した位置を走行中であるときに、車両ＸのＧＰＳ情報に基づいて全ての車両Ｘ、Ｙ１、Ｙ２、…のそれぞれにおいて車両位置を計算し、これらの計算結果を平均した値が車両Ｘの正確な位置となる。また、この正確な位置とそれぞれの計算結果（各車両において計算された車両Ｘの位置）とを比較することにより、各車両による位置計算において発生する誤差を推定することが可能になり、各車両自身によって計算された車両位置に対してこの推定された誤差分をキャンセルする補正を行うことが可能になる。
【００５７】
また、上述した実施形態では、ＧＰＳ受信機を用いた車両位置検出について説明したが、他の車両位置検出方式と併用するようにしてもよい。例えば、ＧＰＳ受信機を用いた車両位置検出と、地図上の道路形状と走行軌跡とが一致するように車両位置を修正するマップマッチング処理とを併用する場合には、道路と垂直な向きの車両位置補正をマップマッチング処理によって行い、道路と平行な向きの車両位置補正を本実施形態の方式を用いて行うようにしてもよい。
【００５８】
また、上述した各実施形態では、車両の真の位置を計算するために、まず、複数の車両において計算された結果に基づいて誤差の推定を行い、次に、この推定した誤差分をキャンセルする補正を行ったが、図１および図５からわかるように、複数の車両において計算された複数の計算結果を平均することにより、誤差分をキャンセルして計算した真の車両位置と同じ結果が得られる。したがって、誤差を推定した後にこの誤差分をキャンセルする代わりに、複数の車両において計算された結果を平均化するようにしてもよい。例えば、図２に示す構成では、誤差推定部１１４と他車両位置補正部１１６を平均化処理部に置き換えればよい。また、図６に示す構成では、他車両誤差推定部１１４Ａと他車両位置補正部１１６を第１の平均化処理部に、自車両誤差推定部１３２と自車両位置補正部１２４Ａを第２の平均化処理部にそれぞれ置き換えればよい。
【００５９】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、同じＧＰＳ情報を用いて複数の車両において別々に計算した車両位置にはランダムな誤差が含まれていると考えられるため、これらの計算結果を用いて車両位置を計算することにより、ランダムに発生した誤差をうち消すことが可能になり、第１の車両の位置の検出精度を上げることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の車両位置検出装置による位置検出動作の概要を示す図である。
【図２】２台の車両Ｘ、Ｙの位置検出を行う一方の車両Ｘに搭載された車両位置検出装置の詳細構成を示す図である。
【図３】他方の車両Ｙに搭載された車両位置検出装置の詳細構成を示す図である。
【図４】車両Ｘに搭載された車両位置検出装置によって車両Ｘ、Ｙの正確な位置を検出する動作手順を示す流れ図である。
【図５】第２の実施形態の車両位置検出装置による位置検出動作の概要を示す図である。
【図６】第２の実施形態において２台の車両Ｘ、Ｙの位置検出を行う一方の車両Ｘに搭載された車両位置検出装置の詳細構成を示す図である。
【図７】他の車両Ｙに搭載された車両位置検出装置の詳細構成を示す図である。
【図８】車両Ｘに搭載された車両位置検出装置によって車両Ｘ、Ｙの正確な位置を検出する動作手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
１００、１００Ａ、２００、２００Ａ 車両位置検出装置
１１０、１１０Ａ、２２０ 他車両情報受信部
１１２、２２２ 他車両位置計算部
１１４ 誤差推定部
１１４Ａ 他車両誤差推定部
１１６ 他車両位置補正部
１２０、２１０ ＧＰＳ受信機
１２２、２１２ 自車両位置計算部
１２４、１２４Ａ 自車両位置補正部
１２６、１２６Ａ 相対位置計算部
１３０、２１４、２１４Ａ 自車両情報送信部
１３２ 自車両誤差推定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ（全世界的衛星航法システム）受信機によって受信したＧＰＳ情報に基づいて車両位置を検出する車両位置検出方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車載用のナビゲーション装置は、ＧＰＳ受信機を備えており、このＧＰＳ受信機によってＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ情報に基づいて車両位置を計算している。この計算された車両位置に基づいて、車両周辺の地図表示や周辺施設の検索が行われるため、検出される車両位置の精度は高い方が好ましい。
【０００３】
特に、自車両とその周辺の他の車両との相対位置を求める場合には、車両位置の検出精度が高くないと正確な相対位置の計算は困難になり、これらの車両の走行位置の前後左右の関係を誤ってしまうおそれがある。
２台の車両の相対位置を検出する従来技術としては、ＧＰＳ電波伝搬時間の誤差をキャンセルして検出精度を向上させた相対位置算出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この相対位置算出装置では、ＧＰＳ電波伝搬時間の誤差によって起因する相対位置のずれが補正され、自車を基準とした近接走行車両の相対位置を高い精度でリアルタイムに知ることが可能になる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１４８６６５号公報（第４−５頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特許文献１に開示された装置では、ＧＰＳ電波伝搬時間の誤差をキャンセルすることはできるが、それぞれの車両においてＧＰＳ情報に基づいて検出された車両位置自体の検出精度が上がるわけではない。特に、ＧＰＳ情報に基づいて検出される車両位置は、ＤＧＰＳ（高精度ＧＰＳ）の場合でも数ｍ程度の誤差があり、それ以下の精度で車両の絶対位置を計算したり、接近した位置を走行中の車両間の相対位置を計算しようとした場合には、位置の検出精度が悪いという問題があった。
【０００６】
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、車両位置の検出精度を上げることができる車両位置検出方法および装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の車両位置検出方法は、第１の車両に対応してＧＰＳ衛星からＧＰＳ情報を取得する第１のステップと、第１の車両に対応するＧＰＳ情報に基づいて第１の車両の位置を複数の車両において計算した結果を取得する第２のステップと、第２のステップにおいて複数の車両から取得した複数の計算結果を用いて、第１の車両の真の位置を計算する第３のステップとを有している。同じＧＰＳ情報を用いて複数の車両において別々に計算した車両位置にはランダムな誤差が含まれていると考えられるため、これらの計算結果を用いて車両位置を計算することにより、ランダムに発生した誤差をうち消すことが可能になり、第１の車両の位置の検出精度を上げることが可能になる。
【０００８】
また、上述した第３のステップは、複数の計算結果を用いて、複数の車両において行われる計算に含まれる誤差を推定する第４のステップと、複数の計算結果のいずれかに対して、第４のステップにおいて推定された誤差分をキャンセルする第５のステップとを有することが望ましい。複数の車両のそれぞれにおける計算に含まれる誤差によって各計算結果に差が生じるため、これら複数の計算結果を用いることによりこの誤差を推定することができ、この誤差分をキャンセルすることにより車両位置の検出精度を上げることができる。
【０００９】
また、上述した第３のステップにおける計算は、複数の計算結果を平均化する演算であることが望ましい。計算結果に誤差が含まれなければ、複数の車両において計算された第１の車両の位置は全て同じになるはずであり、各計算結果に誤差が含まれるために各車両で計算された各車両位置が真の車両位置と一致せずにその周囲に分布する。したがって、誤差を含む各計算結果を平均化することにより、この平均値を第１の車両の真の車両位置に近づけることが可能になり、車両位置の検出精度を上げることができる。
【００１０】
また、上述した複数の車両には、第１の車両の他に第２の車両が含まれており、第２の車両に対応してＧＰＳ衛星から取得したＧＰＳ情報に基づいて計算した車両位置と、第１の車両に対応するＧＰＳ情報に基づいて計算した車両位置とに基づいて、第１および第２の車両との間の相対位置を計算する第６のステップを有することが望ましい。第１および第２の車両のそれぞれに対応して取得されたＧＰＳ情報に基づいて同じ車両において車両位置を計算した場合には、それぞれの計算に含まれる誤差の影響がほぼ同じ、すなわち、計算された車両位置が真の車両位置からずれる向きや程度がほぼ同じになると考えられるため、これらの計算結果を用いることにより第１および第２の車両の相対位置の検出精度を上げることが可能になる。
【００１１】
また、本発明の車両位置検出装置は、他の車両に対応してＧＰＳ衛星から取得したＧＰＳ情報と、このＧＰＳ情報に基づいて他の車両において計算された第１の車両位置とを受信する他車両情報受信手段と、他の車両に対応するＧＰＳ情報に基づいて自車両において第２の車両位置を計算する他車両位置計算手段と、第１および第２の車両位置に基づいて、車両位置計算に発生する誤差を推定する誤差推定手段と、第２の車両位置に対して、誤差推定手段によって推定された誤差分をキャンセルする他車両位置補正手段とを備えている。また、上述した自車両に対応してＧＰＳ衛星からＧＰＳ情報を受信するＧＰＳ受信手段と、ＧＰＳ受信手段で受信したＧＰＳ情報に基づいて、自車両の位置を計算する自車両位置計算手段と、自車両位置計算手段によって計算された自車両の位置に対して、誤差推定手段によって推定された誤差分をキャンセルする自車両位置補正手段とをさらに備えることが望ましい。これにより、複数の車両のそれぞれにおける計算に含まれる誤差を推定し、この誤差分をキャンセルすることにより、他の車両や自車両の車両位置の検出精度を上げることができる。
【００１２】
また、本発明の車両位置検出装置は、他の車両に対応してＧＰＳ衛星から取得したＧＰＳ情報を受信する他車両情報受信手段と、他の車両に対応するＧＰＳ情報に基づいて自車両において他の車両の位置を計算する他車両位置計算手段と、自車両に対応してＧＰＳ衛星からＧＰＳ情報を受信するＧＰＳ受信手段と、ＧＰＳ受信手段で受信したＧＰＳ情報に基づいて、自車両の位置を計算する自車両位置計算手段と、他車両位置計算手段によって計算された他の車両の位置と、自車両位置計算手段によって計算された自車両の位置とに基づいて、他の車両と自車両との間の相対位置を計算する相対位置計算手段とを備えている。他の車両と自車両のそれぞれのＧＰＳ情報を用いて、自車両においてそれぞれの車両位置を計算することにより、これらの計算結果に含まれる同程度の誤差を相対位置の計算に際してキャンセルすることが可能になり、相対位置の検出精度を上げることが可能になる。
【００１３】
また、本発明の車両位置検出装置は、自車両に対応してＧＰＳ衛星からＧＰＳ情報を取得するＧＰＳ受信手段と、ＧＰＳ受信手段で受信したＧＰＳ情報に基づいて、自車両の第１の自車両位置を計算する第１の自車両位置計算手段と、自車両に対応するＧＰＳ情報を他の車両に向けて送信する自車両情報送信手段と、他の車両に対応してＧＰＳ衛星から取得したＧＰＳ情報と、このＧＰＳ情報に基づいて他の車両において計算された第１の他車両位置と、自車両情報送信手段から送信されたＧＰＳ情報に基づいて他の車両において計算された第２の自車両位置とを受信する他車両情報受信手段と、他の車両に対応するＧＰＳ情報に基づいて自車両において第２の他車両位置を計算する第１の他車両位置計算手段と、第１および第２の他車両位置に基づいて、計算誤差を低減した第３の他車両位置を計算する第２の他車両位置計算手段と、第１および第２の自車両位置に基づいて、計算誤差を低減した第３の自車両位置を計算する第２の自車両位置計算手段と、第３の他車両位置と第３の自車両位置とに基づいて、他の車両と自車両との間の相対位置を計算する相対位置計算手段とを備えている。他の車両の真の車両位置と自車両の真の車両位置を別々に計算した後に、これらの計算結果を用いてこれらの車両の相対位置の計算を行うことにより、相対位置の検出精度をさらに上げることが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両位置検出装置について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の車両位置検出装置による位置検出動作の概要を示す図である。例えば、互いに接近した位置を２台の車両Ｘ、Ｙが走行中に、一方の車両Ｘに搭載された車両位置検出装置において、これら２台の車両Ｘ、Ｙの正確な車両位置を検出する動作の概略が示されている。
【００１５】
図１において、Ｘで示された点線の範囲は、車両Ｘに関する位置計算結果であり、その中に含まれる「Ｘp0」は車両Ｘにおいて得られたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘに搭載された車両位置検出装置で計算された車両Ｘの位置を、「Ｘp 」は検出誤差を低減した後の車両Ｘの位置をそれぞれ示している。
【００１６】
また、Ｙで示された点線の範囲は、車両Ｙに関する位置計算結果であり、その中に含まれる「Ｙp0」は車両Ｙにおいて得られたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙに搭載された車両位置検出装置で計算された車両Ｙの位置を、「Ｙxp」は車両Ｙにおいて得られたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘに搭載された車両位置検出装置で計算された車両Ｙの位置を、「Ｙp 」は検出誤差を低減した後の車両Ｙの位置をそれぞれ示している。
【００１７】
本実施形態では、車両Ｙにおいて計算された車両Ｙ自身の位置Ｙp0と、車両Ｙにおいて取得されたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘにおいて計算された車両Ｙの位置Ｙxpとに基づいて誤差を推定して、この推定された誤差分をキャンセルして車両Ｙの正確な位置Ｙp を検出している。
【００１８】
また、このようにして車両Ｙの位置Ｙp を検出することにより、車両Ｘに搭載された車両位置検出装置によって位置検出を行う場合の検出誤差（Ｙp −Ｙxp）を推定することができるので、車両Ｘにおいて計算された車両Ｘ自身の位置Ｘp0に対してこの検出誤差分の修正を行い、検出誤差を低減した車両Ｘの位置Ｘp を検出している。
【００１９】
図２は、２台の車両Ｘ、Ｙの位置検出を行う一方の車両Ｘに搭載された車両位置検出装置の詳細構成を示す図である。
図２に示すように、一方の車両Ｘに搭載された車両位置検出装置１００は、他車両情報受信部１１０、他車両位置計算部１１２、誤差推定部１１４、他車両位置補正部１１６、ＧＰＳ受信機１２０、自車両位置計算部１２２、自車両位置補正部１２４、相対位置計算部１２６を含んで構成されている。
【００２０】
他車両情報受信部１１０は、他の車両Ｙにおいて取得されたＧＰＳ情報と、このＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙ自身によって計算された車両位置Ｙp0と、これらの付随情報とを、車両Ｙに搭載された車両位置検出装置２００から受信する。付随情報には、車両Ｙにおいて取得されたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘにおいて車両Ｙの位置Ｙxpを計算するために必要な、例えばＧＰＳ情報の取得に用いられたＧＰＳ衛星の数等の情報が含まれている。
【００２１】
他車両位置計算部１１２は、他車両情報受信部１１０によって受信した車両ＹのＧＰＳ情報を用いて、車両Ｘが有する計算アルゴリズムによって車両位置Ｙxpを計算する。各車両において用いられる計算アルゴリズムは、使用するカルマンフィルターの種類や特性等によって異なっている。
【００２２】
誤差推定部１１４は、他車両位置計算部１１２の計算によって得られた車両Ｙの位置Ｙxpと、他車両情報受信部１１０によって受信した車両Ｙの位置Ｙp0とに基づいて、車両Ｙの位置計算の誤差を推定する。図１に示したように、車両Ｙにおいて取得された同じＧＰＳ情報を用いて車両Ｘ、Ｙのそれぞれにおいて計算した位置Ｙxp、Ｙp0には、計算アルゴリズムの違い等に起因して異なる誤差が含まれているため、本来なら（誤差がない場合には）同じになるはずだが実際にはそうはならない。しかし、これらの誤差は、相関がないため、互いにランダムに発生するものと考えられる。誤差推定部１１４は、２台の車両Ｘ、Ｙのそれぞれにおいて計算された車両Ｙの２つの位置Ｙxp、Ｙp0を用いて、これら２つの位置Ｙxp、Ｙp0に含まれる相対的な誤差を推定する。具体的には、（Ｙp0−Ｙxp）／２を計算することにより、図１に示す位置Ｙxpから位置Ｙp0までの距離を推定誤差として求める計算が行われる。
【００２３】
他車両位置補正部１１６は、他車両情報受信部１１０によって受信した車両Ｙの位置Ｙp0に対して、誤差推定部１１４によって計算された推定誤差に基づく補正を行って、検出誤差の影響を低減した車両Ｙの位置Ｙp を求める。具体的には、図１に示す車両Ｙの位置Ｙp0に対して推定誤差（（Ｙp0−Ｙxp）／２）を減算することにより、推定誤差分を取り除いた車両Ｙの位置Ｙp が算出される。
【００２４】
ＧＰＳ受信機１２０は、車両ＸにおいてＧＰＳ情報を取得するためのものである。自車両位置計算部１２２は、ＧＰＳ受信機１２０によって受信したＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘ自身の位置Ｘp0を計算する。自車両位置補正部１２４は、自車両位置計算部１２２によって計算した車両Ｘの位置Ｘp0に対して、誤差推定部１１４によって計算された推定誤差に基づく補正を行って、検出誤差の影響を低減した（キャンセルした）車両Ｘの位置Ｘp を求める。
【００２５】
相対位置計算部１２６は、自車両位置計算部１２２によって計算された車両Ｘの位置Ｘp0と、他車両位置計算部１１２によって車両Ｘにおいて計算された車両Ｙの位置Ｙxpとに基づいて、２台の車両Ｘ、Ｙの相対位置を計算する。２台の車両Ｘ、Ｙのそれぞれにおいて取得されたＧＰＳ情報に基づいて各車両において計算された車両位置Ｘp0、Ｙp0にはランダムな誤差が含まれているため、これらの位置Ｘp0、Ｙp0に基づいて相対位置を計算すると、誤差が累積して正確な相対位置が得られないおそれがある。ところが、接近した位置を走行中の２台の車両Ｘ、Ｙのそれぞれにおいて取得されたＧＰＳ情報に基づいて、車両Ｘにおいて同じカルマンフィルターを用いた共通のアルゴリズムを用いて計算された車両位置Ｘp0、Ｙxpには、同じ傾向の誤差が含まれていると考えられる。相対位置計算部１２６は、これらの車両位置Ｘp0、Ｙxpに基づいて相対位置を計算しており、これにより、計算された相対位置に含まれる誤差の影響を大幅に低減することが可能になる。
【００２６】
図３は、他方の車両Ｙに搭載された車両位置検出装置２００の詳細構成を示す図である。
図３に示すように、他方の車両Ｙに搭載された車両位置検出装置２００は、ＧＰＳ受信機２１０、自車両位置計算部２１２、自車両情報送信部２１４を含んで構成されている。
【００２７】
ＧＰＳ受信機２１０は、車両ＹにおいてＧＰＳ情報を取得するためのものである。自車両位置計算部２１２は、ＧＰＳ受信機２１０によって受信したＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙ自身の位置Ｙp0を計算する。自車両情報送信部２１４は、ＧＰＳ受信機２１０によって受信したＧＰＳ情報と、自車両位置計算部２１２によって計算された車両Ｙの位置Ｙp0とを車両Ｘに向けて送信する。
【００２８】
上述した車両情報受信部１１０が他車両情報受信手段に、他車両位置計算部１１２が他車両位置計算手段に、誤差推定部１１４が誤差推定手段に、他車両位置補正部１１６が他車両位置補正手段に、ＧＰＳ受信機１２０がＧＰＳ受信手段に、自車両位置計算部１２２が自車両位置計算手段に、自車両位置補正部１２４が自車両位置補正手段に、相対位置計算部１２６が相対位置計算手段にそれぞれ対応する。
【００２９】
本実施形態の車両位置検出装置はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。
図４は、車両Ｘに搭載された車両位置検出装置１００によって車両Ｘ、Ｙの正確な位置を検出する動作手順を示す流れ図である。
【００３０】
まず、他車両情報受信部１１０は、車両Ｙに搭載された車両位置検出装置２００内の自車両情報送信部２１４から送られてくる車両Ｙに対応するＧＰＳ情報と車両位置Ｙp0を受信する（ステップ１００）。
次に、他車両位置計算部１１２は、他車両情報受信部１１０によって受信した車両ＹのＧＰＳ情報に基づいて、車両Ｙの位置Ｙxpを計算し（ステップ１０１）、誤差推定部１１４は、他車両情報受信部１１０によって受信した車両Ｙの位置Ｙp0と、他車両位置計算部１１２によって計算された車両Ｙの位置Ｙxpとに基づいて、車両位置の計算において発生する誤差を推定する（ステップ１０２）。そして、他車両位置補正部１１６は、車両Ｙの位置Ｙp0からこの推定された誤差分を補正する計算を行い、正確な車両Ｙの位置Ｙp を計算する（ステップ１０３）。
【００３１】
また、自車両位置計算部１２２は、ＧＰＳ受信機１２０によって受信したＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘの位置Ｘp0を計算する（ステップ１０４）。そして、自車両位置補正部１２４は、車両Ｘの位置Ｘp0から誤差推定部１１４によって推定された誤差分を補正する計算を行い、正確な車両Ｘの位置Ｘp を計算する（ステップ１０５）。
【００３２】
次に、相対位置計算部１２６は、自車両位置計算部１２２によって計算された車両Ｘの位置Ｘp0と、他車両位置計算部１１２によって計算された車両Ｙの位置Ｙxpとに基づいて、具体的にはこれら２つの車両位置の座標（経度、緯度）の差を求めることにより、相対位置を計算する（ステップ１０６）。
【００３３】
このように、本実施形態の車両位置検出装置１００では、車両Ｙに対応するＧＰＳ情報を用いて複数の車両Ｘ、Ｙにおいて別々に計算した結果を用いて、車両Ｙの真の位置を計算することにより、ランダムに発生した誤差をうち消すことが可能になり、車両位置の検出精度を上げることが可能になる。
【００３４】
特に、車両Ｘ、Ｙのそれぞれにおける計算に含まれる誤差によって各計算結果に差が生じるため、これら複数の計算結果を用いることによりこの誤差を推定することができ、この誤差分をキャンセルすることにより車両位置の検出精度を上げることができる。
【００３５】
また、車両Ｘ、Ｙのそれぞれに対応して取得されたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘの車両位置検出装置１００において車両位置を計算した場合には、それぞれの計算に含まれる誤差の影響がほぼ同じ、すなわち、計算された車両位置が真の車両位置からずれる向きや程度がほぼ同じになると考えられるため、これらの計算結果を用いることにより２台の車両Ｘ、Ｙの相対位置の検出精度を上げることが可能になる。
【００３６】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態の車両位置検出装置による位置検出動作の概要を示す図である。図１に示した場合と同様に、互いに接近した位置を２台の車両Ｘ、Ｙが走行中に、一方の車両Ｘに搭載された車両位置検出装置において、これら２台の車両Ｘ、Ｙの正確な車両位置を検出する動作の概略が示されている。
【００３７】
図５において、Ｘで示された点線は、車両Ｘに関する位置計算結果であり、その中に含まれる「Ｘp0」は車両Ｘにおいて得られたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘに搭載された車両位置検出装置で計算された車両Ｘの位置を、「Ｘyp」は車両Ｘにおいて得られたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙに搭載された車両位置検出装置で計算された車両Ｘの位置を、「Ｘp 」は検出誤差を低減した後の車両Ｘの位置をそれぞれ示している。
【００３８】
また、Ｙで示された点線の範囲は、車両Ｙに関する位置計算結果であり、その中に含まれる「Ｙp0」は車両Ｙにおいて得られたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙに搭載された車両位置検出装置で計算された車両Ｙの位置を、「Ｙxp」は車両Ｙにおいて得られたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘに搭載された車両位置検出装置で計算された車両Ｙの位置を、「Ｙp 」は検出誤差を低減した後の車両Ｙの位置をそれぞれ示している。これらの関係は、図１に示した内容と同じである。
【００３９】
本実施形態では、車両Ｙにおいて計算された車両Ｙ自身の位置Ｙp0と、車両Ｙにおいて取得されたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘにおいて計算された車両Ｙの位置Ｙxpとに基づいて誤差を推定して、この推定された誤差分をキャンセルして車両Ｙの正確な位置Ｙp を検出するとともに（この点に関しては第１の実施形態と同じである）、車両Ｘにおいて計算された車両Ｘ自身の位置Ｘp0と、車両Ｘにおいて取得されたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙにおいて計算された車両Ｘの位置Ｘypとに基づいて誤差を推定して、この推定された誤差分をキャンセルした車両Ｘの正確な位置Ｘp を検出している。
【００４０】
図６は、第２の実施形態において２台の車両Ｘ、Ｙの位置検出を行う一方の車両Ｘに搭載された車両位置検出装置の詳細構成を示す図である。
図６に示すように、一方の車両Ｘに搭載された車両位置検出装置１００Ａは、他車両情報受信部１１０Ａ、他車両位置計算部１１２、他車両誤差推定部１１４Ａ、他車両位置補正部１１６、ＧＰＳ受信機１２０、自車両位置計算部１２２、自車両位置補正部１２４Ａ、相対位置計算部１２６Ａ、自車両情報送信部１３０、自車両誤差推定部１３２を含んで構成されている。図２に示した車両位置検出装置１００に含まれる各構成と同じ動作を行う構成については同じ符号を付し、また、類似した動作を行う構成については同じ符号の末尾にＡを付加して、重複した説明は省略するものとする。
【００４１】
他車両情報受信部１１０Ａは、他の車両Ｙにおいて取得されたＧＰＳ情報と、このＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙ自身によって計算された車両位置Ｙp0と、車両Ｘから送信されたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙにおいて計算された車両位置Ｘypとを、車両Ｙに搭載された車両位置検出装置２００Ａから受信する。
【００４２】
他車両誤差推定部１１４Ａは、他車両位置計算部１１２の計算によって得られた車両Ｙの位置Ｙxpと、他車両情報受信部１１０Ａによって受信した車両Ｙの位置Ｙp0とに基づいて、車両Ｙの位置計算の誤差を推定する。
他車両位置補正部１１６は、他車両情報受信部１１０Ａによって受信した車両Ｙの位置Ｙp0に対して、他車両誤差推定部１１４Ａによって計算された推定誤差に基づく補正を行って、車両Ｙの正確な位置Ｙp を求める。
【００４３】
自車両情報送信部１３０は、ＧＰＳ受信機１２０によって受信された車両Ｘに対応するＧＰＳ情報を車両Ｙに向けて送信する。上述した他車両情報受信部１１０Ａは、このようにして送られたＧＰＳ情報に基づいて車両Ｙにおいて計算され、送り返されてくる車両Ｘの位置Ｘypを受信する。
【００４４】
自車両誤差推定部１３２は、自車両位置計算部１２２によって計算された車両Ｘの位置Ｘp0と、他車両情報受信部１１０Ａによって受信した車両Ｘの位置Ｘypとに基づいて、車両Ｘの位置計算の誤差を推定する。具体的には、（Ｘyp−Ｘp0）／２を計算することにより、図５に示す位置Ｘp0から位置Ｘypまでの距離を推定誤差として求める計算が行われる。
【００４５】
自車両位置補正部１２４Ａは、自車両位置計算部１２２によって計算した車両Ｘの位置Ｘp0に対して、自車両誤差推定部１３２によって計算された推定誤差に基づく補正を行った、検出誤差の影響を低減した車両Ｘの位置Ｘp を求める。具体的に、図５に示す車両位置Ｘp0に対して推定誤差（（Ｘyp−Ｘp0）／２）を加算することにより、推定誤差分を取り除いた車両Ｘの位置Ｘp が算出される。
【００４６】
図７は、他の車両Ｙに搭載された車両位置検出装置２００Ａの詳細構成を示す図である。
図７に示すように、他方の車両Ｙに搭載された車両位置検出装置２００Ａは、ＧＰＳ受信機２１０、自車両位置計算部２１２、自車両情報送信部２１４Ａ、他車両情報受信部２２０、他車両位置計算部２２２を含んで構成されている。図３に示した車両位置検出装置２００に含まれる各構成と同じ動作を行う構成については同じ符号を付し、また、類似した動作を行う構成については同じ符号の末尾にＡを付加して、重複した説明は省略するものとする。
【００４７】
他車両情報受信部２２０は、車両Ｘの車両位置検出装置１００Ａ内の自車両情報送信部１３０から送られてくる車両Ｘに対応するＧＰＳ情報を受信する。他車両位置計算部２２２は、他車両情報受信部２２０によって受信した車両ＸのＧＰＳ情報を用いて、車両Ｙが有する計算アルゴリズムによって車両位置Ｘypを計算する。
【００４８】
自車両情報送信部２１４Ａは、ＧＰＳ受信機２１０によって受信したＧＰＳ情報と、自車両位置計算部２１２によって計算された車両Ｙの位置Ｙp0と、他車両位置計算部２２２によって車両Ｙにおいて計算された車両Ｘの位置Ｘypとを車両Ｘに向けて送信する。
【００４９】
上述したＧＰＳ受信機１２０がＧＰＳ受信手段に、自車両位置計算部１２２が第１の自車両位置計算手段に、自車両情報送信部１３０が自車両情報送信手段に、他車両情報受信部１１０Ａが他車両情報受信手段に、他車両位置計算部１１２が第１の他車両位置計算手段に、他車両誤差推定部１１４Ａおよび他車両位置補正部１１６が第２の他車両位置計算手段に、自車両誤差推定部１３２および自車両位置補正部１２４Ａが第２の自車両位置計算手段に、相対位置計算部１２６Ａが相対位置計算手段にそれぞれ対応する。
【００５０】
本実施形態の車両位置検出装置はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。
図８は、車両Ｘに搭載された車両位置検出装置１００Ａによって車両Ｘ、Ｙの正確な位置を検出する動作手順を示す流れ図である。
【００５１】
まず、自車両情報送信部１３０は、ＧＰＳ受信機１２０によって受信されたＧＰＳ情報を車両Ｙに搭載された車両位置検出装置２００Ａ内の他車両情報受信部２２０に向けて送信する（ステップ２００）。その後、他車両情報受信部１１０Ａは、車両位置検出装置２００Ａ内の自車両情報送信部２１４Ａから送られてくる車両Ｙに対応するＧＰＳ情報と車両位置Ｙp0、Ｘypを受信する（ステップ２０１）。
【００５２】
次に、他車両位置計算部１１２は、他車両情報受信部１１０Ａによって受信した車両ＹのＧＰＳ情報に基づいて、車両Ｙの位置Ｙxpを計算し（ステップ２０２）、他車両誤差推定部１１４Ａは、他車両情報受信部１１０Ａによって受信した車両Ｙの位置Ｙp0と、他車両位置計算部１１２によって計算された車両Ｙの位置Ｙxpとに基づいて、車両Ｙの位置計算において発生する誤差を推定する（ステップ２０３）。そして、他車両位置補正部１１６は、車両Ｙの位置Ｙp0からこの推定された誤差分を補正する計算を行い、正確な車両Ｙの位置Ｙp を計算する（ステップ２０４）。
【００５３】
また、自車両位置計算部１２２は、ＧＰＳ受信機１２０によって受信したＧＰＳ情報に基づいて車両Ｘの位置Ｘp0を計算し（ステップ２０５）、自車両誤差推定部１３２は、他車両情報受信部１１０Ａによって受信した車両Ｘの位置Ｘypと、自車両位置計算部１２２によって計算された車両Ｘの位置Ｘp0とに基づいて、車両Ｘの位置計算において発生する誤差を推定する（ステップ２０６）。そして、自車両位置補正部１２４Ａは、車両Ｘの位置Ｘp0からこの推定された誤差分を補正する計算を行い、正確な車両Ｘの位置Ｘp を計算する（ステップ２０７）。
【００５４】
次に、相対位置計算部１２６Ａは、自車両位置補正部１２４Ａによって計算された車両Ｘの位置Ｘp と、他車両位置補正部１１６によって計算された車両Ｙの位置Ｙp とに基づいて、具体的にはこれら２つの車両位置の座標（経度、緯度）の差を求めることにより、相対位置を計算する（ステップ２０８）。
【００５５】
このように、本実施形態の車両位置検出装置１００Ａでは、車両Ｘ、Ｙのそれぞれについて別々に誤差の推定およびキャンセルを行って真の車両位置を計算しており、これらの計算結果を用いて２台の車両Ｘ、Ｙの相対位置の計算を行うことにより、相対位置の検出精度をさらに上げることが可能になる。
【００５６】
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。上述した実施形態では、２台の車両Ｘ、Ｙの計算結果を用いて車両位置の検出を行うようにしたが、３台以上の車両の計算結果を用いて車両位置の検出を行うようにしてもよい。例えば、車両Ｘ以外に２台以上の車両Ｙ１、Ｙ２、…が互いに接近した位置を走行中であるときに、車両ＸのＧＰＳ情報に基づいて全ての車両Ｘ、Ｙ１、Ｙ２、…のそれぞれにおいて車両位置を計算し、これらの計算結果を平均した値が車両Ｘの正確な位置となる。また、この正確な位置とそれぞれの計算結果（各車両において計算された車両Ｘの位置）とを比較することにより、各車両による位置計算において発生する誤差を推定することが可能になり、各車両自身によって計算された車両位置に対してこの推定された誤差分をキャンセルする補正を行うことが可能になる。
【００５７】
また、上述した実施形態では、ＧＰＳ受信機を用いた車両位置検出について説明したが、他の車両位置検出方式と併用するようにしてもよい。例えば、ＧＰＳ受信機を用いた車両位置検出と、地図上の道路形状と走行軌跡とが一致するように車両位置を修正するマップマッチング処理とを併用する場合には、道路と垂直な向きの車両位置補正をマップマッチング処理によって行い、道路と平行な向きの車両位置補正を本実施形態の方式を用いて行うようにしてもよい。
【００５８】
また、上述した各実施形態では、車両の真の位置を計算するために、まず、複数の車両において計算された結果に基づいて誤差の推定を行い、次に、この推定した誤差分をキャンセルする補正を行ったが、図１および図５からわかるように、複数の車両において計算された複数の計算結果を平均することにより、誤差分をキャンセルして計算した真の車両位置と同じ結果が得られる。したがって、誤差を推定した後にこの誤差分をキャンセルする代わりに、複数の車両において計算された結果を平均化するようにしてもよい。例えば、図２に示す構成では、誤差推定部１１４と他車両位置補正部１１６を平均化処理部に置き換えればよい。また、図６に示す構成では、他車両誤差推定部１１４Ａと他車両位置補正部１１６を第１の平均化処理部に、自車両誤差推定部１３２と自車両位置補正部１２４Ａを第２の平均化処理部にそれぞれ置き換えればよい。
【００５９】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、同じＧＰＳ情報を用いて複数の車両において別々に計算した車両位置にはランダムな誤差が含まれていると考えられるため、これらの計算結果を用いて車両位置を計算することにより、ランダムに発生した誤差をうち消すことが可能になり、第１の車両の位置の検出精度を上げることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の車両位置検出装置による位置検出動作の概要を示す図である。
【図２】２台の車両Ｘ、Ｙの位置検出を行う一方の車両Ｘに搭載された車両位置検出装置の詳細構成を示す図である。
【図３】他方の車両Ｙに搭載された車両位置検出装置の詳細構成を示す図である。
【図４】車両Ｘに搭載された車両位置検出装置によって車両Ｘ、Ｙの正確な位置を検出する動作手順を示す流れ図である。
【図５】第２の実施形態の車両位置検出装置による位置検出動作の概要を示す図である。
【図６】第２の実施形態において２台の車両Ｘ、Ｙの位置検出を行う一方の車両Ｘに搭載された車両位置検出装置の詳細構成を示す図である。
【図７】他の車両Ｙに搭載された車両位置検出装置の詳細構成を示す図である。
【図８】車両Ｘに搭載された車両位置検出装置によって車両Ｘ、Ｙの正確な位置を検出する動作手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
１００、１００Ａ、２００、２００Ａ 車両位置検出装置
１１０、１１０Ａ、２２０ 他車両情報受信部
１１２、２２２ 他車両位置計算部
１１４ 誤差推定部
１１４Ａ 他車両誤差推定部
１１６ 他車両位置補正部
１２０、２１０ ＧＰＳ受信機
１２２、２１２ 自車両位置計算部
１２４、１２４Ａ 自車両位置補正部
１２６、１２６Ａ 相対位置計算部
１３０、２１４、２１４Ａ 自車両情報送信部
１３２ 自車両誤差推定部
Claims (8)
- 第１の車両に対応してＧＰＳ衛星からＧＰＳ情報を取得する第１のステップと、
前記第１の車両に対応するＧＰＳ情報に基づいて前記第１の車両の位置を複数の車両において計算した結果を取得する第２のステップと、
前記第２のステップにおいて前記複数の車両から取得した複数の計算結果を用いて、前記第１の車両の真の位置を計算する第３のステップと、
を有することを特徴とする車両位置検出方法。 - 請求項１において、
前記第３のステップは、
前記複数の計算結果を用いて、前記複数の車両において行われる計算に含まれる誤差を推定する第４のステップと、
前記複数の計算結果のいずれかに対して、前記第４のステップにおいて推定された前記誤差分をキャンセルする第５のステップと、
を有することを特徴とする車両位置検出方法。 - 請求項１において、
前記第３のステップにおける計算は、前記複数の計算結果を平均化する演算であることを特徴とする車両位置検出方法。 - 請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記複数の車両には、前記第１の車両の他に第２の車両が含まれており、
前記第２の車両に対応してＧＰＳ衛星から取得したＧＰＳ情報に基づいて計算した車両位置と、前記第１の車両に対応するＧＰＳ情報に基づいて計算した車両位置とに基づいて、前記第１および第２の車両との間の相対位置を計算する第６のステップを有することを特徴とする車両位置検出方法。 - 他の車両に対応してＧＰＳ衛星から取得したＧＰＳ情報と、このＧＰＳ情報に基づいて前記他の車両において計算された第１の車両位置とを受信する他車両情報受信手段と、
前記他の車両に対応するＧＰＳ情報に基づいて自車両において第２の車両位置を計算する他車両位置計算手段と、
前記第１および第２の車両位置に基づいて、車両位置計算に発生する誤差を推定する誤差推定手段と、
前記第２の車両位置に対して、前記誤差推定手段によって推定された誤差分をキャンセルする他車両位置補正手段と、
を備えることを特徴とする車両位置検出装置。 - 請求項５において、
前記自車両に対応してＧＰＳ衛星からＧＰＳ情報を受信するＧＰＳ受信手段と、
前記ＧＰＳ受信手段で受信したＧＰＳ情報に基づいて、前記自車両の位置を計算する自車両位置計算手段と、
前記自車両位置計算手段によって計算された前記自車両の位置に対して、前記誤差推定手段によって推定された誤差分をキャンセルする自車両位置補正手段と、
をさらに備えることを特徴とする車両位置検出装置。 - 他の車両に対応してＧＰＳ衛星から取得したＧＰＳ情報を受信する他車両情報受信手段と、
前記他の車両に対応するＧＰＳ情報に基づいて自車両において前記他の車両の位置を計算する他車両位置計算手段と、
前記自車両に対応してＧＰＳ衛星からＧＰＳ情報を受信するＧＰＳ受信手段と、
前記ＧＰＳ受信手段で受信したＧＰＳ情報に基づいて、前記自車両の位置を計算する自車両位置計算手段と、
前記他車両位置計算手段によって計算された前記他の車両の位置と、前記自車両位置計算手段によって計算された前記自車両の位置とに基づいて、前記他の車両と前記自車両との間の相対位置を計算する相対位置計算手段と、
を備えることを特徴とする車両位置検出装置。 - 自車両に対応してＧＰＳ衛星からＧＰＳ情報を取得するＧＰＳ受信手段と、
前記ＧＰＳ受信手段で受信したＧＰＳ情報に基づいて、前記自車両の第１の自車両位置を計算する第１の自車両位置計算手段と、
前記自車両に対応するＧＰＳ情報を他の車両に向けて送信する自車両情報送信手段と、
前記他の車両に対応してＧＰＳ衛星から取得したＧＰＳ情報と、このＧＰＳ情報に基づいて前記他の車両において計算された第１の他車両位置と、前記自車両情報送信手段から送信されたＧＰＳ情報に基づいて前記他の車両において計算された第２の自車両位置とを受信する他車両情報受信手段と、
前記他の車両に対応するＧＰＳ情報に基づいて自車両において第２の他車両位置を計算する第１の他車両位置計算手段と、
前記第１および第２の他車両位置に基づいて、計算誤差を低減した第３の他車両位置を計算する第２の他車両位置計算手段と、
前記第１および第２の自車両位置に基づいて、計算誤差を低減した第３の自車両位置を計算する第２の自車両位置計算手段と、
前記第３の他車両位置と前記第３の自車両位置とに基づいて、前記他の車両と前記自車両との間の相対位置を計算する相対位置計算手段と、
を備えることを特徴とする車両位置検出装置。
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