JP4833570B2 - 車載用情報処理装置、その制御方法及び制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、自車両の位置を検出する位置検出手段を備える車載用情報処理装置、その制御方法及び制御プログラムに関する。

従来、自車両の位置を検出する位置検出手段と、他車両と通信する車両間通信手段とを備える車載用情報処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。近年、この種の車載用情報処理装置では、位置検出手段と車両間通信手段とを用いて、自車両及び他車両の位置を把握し、例えば、交差点において、他車両が自車両の所定距離以内に接近した場合には、当該他車両の存在を警告するものが提案されている。この場合、各車両がそれぞれ正確な車両位置を取得していることが重要となっている。
特開２００１−２１８２１５号公報

しかしながら、従来の構成では、位置検出手段は、ＧＰＳ（Global Positioning System）やジャイロセンサ等の各種センサを用いて自車両の位置を検出しているが、ＧＰＳでは衛星からの電波の受信状況、ジャイロセンサでは温度特性やセンサ軸振動などによる性能劣化等の理由から、検出された位置精度には、個々の位置検出手段に依存した性能ばらつきが存在する。このため、位置検出手段が常に正確な車両位置を指し示しているものではないといった問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、自車両の位置精度を向上できる車載用情報処理装置、その制御方法及び制御プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、自車両の位置を検出する位置検出手段と、他車両と通信する車両間通信手段とを備える車載用情報処理装置において、位置検出手段によって検出された自車両の位置の精度を示す精度評価指標を算出する指標算出手段と、この精度評価指標が所定の閾値を超えた場合、車両間通信手段を介して、車両の位置精度に関する情報を各々有する他車両の中から、前記情報に基づき位置精度の高い情報を有する他車両を検索し、検索された他車両の位置と、当該他車両と自車両との車両間距離とを取得し、これら他車両の位置、車両間距離及び前記位置検出手段で検出した自車両の位置に基づいて、自車両の位置を推定し、この推定した位置を、位置検出手段が検出した自車両の位置として更新するように制御する制御手段を備えることを特徴とする。

この場合において、他車両は、車両の位置精度に関する前記情報として、精度評価指標を有する構成としても良い。また、指標算出手段は、時間経過もしくは走行距離に応じて、精度評価指標を算出する構成としても良い。また指標算出手段は、交差点で左折または右折する場合、もしくは所定施設を通過する場合には、精度評価指標を高精度側に、変更もしくは補正する構成としても良い。

また、車両間通信手段は、複数台の他車両と通信可能に構成され、制御手段は、位置精度の高い情報を有する他車両として３台の他車両が検索された場合、前記３台の他車両の位置及び自車両と３台の他車両との間の車両間距離に基づいて、自車両の位置を推定する構成としても良い。また、車載用情報処理装置は、目的地までの経路案内を行う経路案内手段を備えるナビゲーション装置として構成され、更新された自車両の位置に基づいて、経路案内を行う構成としても良い。

また、本発明は、自車両の位置を検出する位置検出手段と、他車両と通信する車両間通信手段とを備える車載用情報処理装置の制御方法において、検出された自車両の位置精度を示す精度評価指標を算出し、この精度評価指標が所定の閾値を超えた場合、車両間通信手段を介して、車両の位置精度に関する情報を各々有する他車両の中から、前記情報に基づき位置精度の高い情報を有する他車両を検索し、検索された他車両の位置と、当該他車両と自車両との車両間距離とを取得し、これら他車両の位置、車両間距離及び前記位置検出手段で検出した自車両の位置に基づいて、自車両の位置を推定し、この推定した位置を、位置検出手段が検出した自車両の位置として更新するように制御することを特徴とする。

また、本発明は、自車両の位置を検出する位置検出手段と、他車両と通信する車両間通信手段とを備える車載用情報処理装置をコンピュータにより制御するための制御プログラムにおいて、検出された自車両の位置精度を示す精度評価指標を算出させ、この精度評価指標が所定の閾値を超えた場合、車両間通信手段を介して、車両の位置精度に関する情報を各々有する他車両の中から、前記情報に基づき位置精度の高い情報を有する他車両を検索させ、検索された他車両の位置と、当該他車両と自車両との車両間距離とを取得させ、これら他車両の位置、車両間距離及び前記位置検出手段で検出した自車両の位置に基づいて、自車両の位置を推定させ、この推定した位置を、位置検出手段が検出した自車両の位置として更新させることを特徴とする。

本発明によれば、検出された自車両の位置精度を向上させることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るナビゲーション装置（車載情報処理装置）１０の構成を示すブロック図である。このナビゲーション装置１０は、車両に搭載され、この車両の経路案内を行うナビゲーション機能や施設検索機能を有する装置である。
このナビゲーション装置１０は、ＧＰＳユニット１１と、ジャイロユニット１２と、車速検出部１３と、車両間通信部（車両間通信手段）１４と、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）受信部１５と、表示部１６と、指示入力部１７と、ユーザインターフェース部１８と、制御部（指標算出手段、制御手段）２０と、情報記憶部２１と、外部記録装置制御部２２とを備えている。

ＧＰＳユニット１１は、ＧＰＳアンテナ（レシーバでも良い）を介してＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を受信し、ＧＰＳ電波に重畳されたＧＰＳ信号から、車両の現在地を示す位置座標と進行方向とを演算により取得すると共に、ＧＰＳ信号に含まれる日時情報と車両の現在地の時差とから車両の現在地における日時情報（年、月、日、時、分等）を演算により取得し、これら情報を制御部２０に出力する。
ジャイロユニット１２は、ジャイロセンサにより車両の相対的な方位を検出して制御部２０に出力する。本構成では、このジャイロユニット１２及びＧＰＳユニット１１が位置検出手段を構成している。車速検出部１３は、車両の車速パルスＰＳに基づいて車両の速度を演算により求め、制御部２０に出力する。

車両間通信部１４は、制御部２０の制御下、自車両と他車両との間で情報を通信するものであり、受信部（図示せず）と送信部（図示せず）とを備えている。車両間通信部１４は、受信部において、他車両が送信する当該他車両の位置情報を受信し、一方、送信部において、自車両に関する位置情報を送信する。車両間通信部１４の通信媒体には、例えば、赤外線等の光やミリ波長等の電波が使用される。なお、本構成では、車両間通信部１４は、複数台の他車両と通信可能に構成されている。
ＶＩＣＳ受信部１５は、ＦＭ多重放送や道路上の発信機からＶＩＣＳ情報を受信して制御部２０に出力するものである。このＶＩＣＳ情報には、現在発生している渋滞や交通規制などが含まれており、当該ＶＩＣＳ情報を受信することにより道路交通情報がリアルタイムに把握される。

表示部１６は、例えば、タッチパネル付きの液晶表示装置が適用され、制御部２０の制御の下、上記表示部１６に、検索された案内経路もしくは施設を示した地図情報など各種情報が表示される。指示入力部１７は、ナビゲーション装置１０が備える各種操作子やタッチパネルの操作を検出する操作検出部と、リモートコントローラ（図示せず）からの送信信号を受信する受信部等から構成され、ユーザからの各種指示を制御部２０に出力する。ユーザインターフェース部１８は、Ｉ／Ｏ制御回路やドライバ等であり、表示部１６及び指示入力部１７と、制御部２０とを接続するインターフェースである。

制御部２０は、このナビゲーション装置１０全体を制御するものであり、ＣＰＵ及びその周辺回路から構成され、ＣＰＵは、ＲＯＭ３０に記憶された制御プログラム等の各種データを読み出し、指示入力部１７を介して入力されたユーザ指示に応じて、ナビゲーション装置１０の各部の制御処理を行う。また、ＤＲＡＭ３１は、ＣＰＵのワークエリアに使用されるメモリであり、ＳＲＡＭ３２は、不揮発性メモリであり、車両のアクセサリ電源等の本装置のメイン電源がオフの間も、電池等でバックアップされてメモリ内容を保持する。また、ＶＲＡＭ３３は、表示部１６の表示用データが格納されるメモリである。

情報記憶部２１は、地図データを記憶する記憶手段であり、具体的には、ハードディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等のディスク状記録媒体に記憶された上記各データを読み出し可能な読取装置等が適用される。外部記録装置制御部２２は、制御部２０の制御の下、このナビゲーション装置１０に接続された外部記録媒体に対してデータの記録・読み出しを行うものであり、外部記録媒体は、例えば、メモリースティック（登録商標）、メモリカード、ＣＦカード（登録商標）が適用される。

上記制御部２０は、ユーザにより動作モードとしてナビゲーションモードへの移行が指示されると、ＣＰＵによりナビゲーションプログラムを実行し、表示部１６に地図等を表示する。より具体的には、制御部２０は、ＧＰＳユニット１１とジャイロユニット１２との検出結果に基づき車両の現在地及び進行方向を特定し、現在地周辺の地図を表示させる。また、制御部２０は、目的地が設定された場合、目的地までの最適経路を計算し、表示地図中に表示して目的地まで経路案内処理を実行する経路案内手段として機能する。

このナビゲーションモード中、制御部２０は、ＶＩＣＳ受信部１５から各種交通情報を入力すると、その情報を表示する処理（例えば、渋滞情報等を文字表示、簡易図形表示或いは地図表示する処理）を行う。
また、制御部２０は、ＧＰＳユニット１１及びジャイロユニット１２によって検出された自車両の位置精度が所定の基準よりも悪化した場合には、この自車両の周辺に存在する他車両の位置情報に基づいて、当該自車両の位置を更新する。

次に、本実施形態にかかる自車両の位置を更新する動作について説明する。本構成では、この動作は、ＧＰＳユニット１１及びジャイロユニット１２が自車両位置を検出する動作に平行して実行されている。
まず、制御部２０は、精度評価指標を算出する（ステップＳ１）。この精度評価指標は、ＧＰＳユニット１１及びジャイロユニット１２が検出した自車両の位置精度を評価するための基準値である。車両が直進走行を続けた場合、時間経過や走行距離によって生じる誤差要因により、この車両の位置精度は悪化する、このため、本構成では、時間経過や走行距離に応じて精度評価指標に加算処理を行う。また、車両が、交差点で左折または右折する場合や、位置が確定できる場所（例えば、有料道路料金所など）を通過する場合、この車両の位置精度は向上する。このため、本構成では、精度評価指標を高精度側に変更もしくは補正する処理を行う。

具体的には、図３に示すように、精度評価指標に対して、１秒経過する毎に１を加算し、自車両が１ｋｍ走行する毎に１００を加算する加算処理を行う。また、自車両が左折または右折した場合には、ジャイロユニット１２からその旨の信号を受信し、精度評価指標を１００に補正し、自車両が有料道路料金所（ＥＴＣ）などを通過した場合には、精度評価指標を０にリセットする。
続いて、制御部２０は、ステップＳ１で算出される精度評価指標が所定の閾値（本実施形態では５００）を超えているか否かを判別する（ステップＳ２）。この判別において、上記精度評価指標が５００を超えていない場合には、自車位置の精度が悪化していないため、処理をステップＳ１に戻し、繰り返し処理を実行する。
一方、精度評価指標が５００を越えている場合、制御部２０は、車両間通信部１４を介して他車両と通信を行い、これら他車両の中から位置精度の高い車両を検索する（ステップＳ３）。具体的には、制御部２０は、他車両から当該他車両の精度評価指標を取得し、この精度評価指標の高い車両（本実施形態では、例えば、精度評価指標が２５０以下の車両）を検索する。

続いて、制御部２０は、精度評価指標の高い他車両と通信を行い、これら他車両の位置情報を受信する（ステップＳ４）とともに、この受信したデータに基づいて、当該他車両と自車両との車両間距離を算出する（ステップＳ５）。
図４は、車両間通信部１４が受信した各車両の位置情報のデータを示すデータテーブルである。このデータテーブルには、各車両の名称、各車両の位置、各車両から当該データが送信された時刻及び自車両が当該データを受信した時刻、これら送受信時刻から算出される車両間距離が表示される。各車両の名称は、周辺車両のそれぞれを特定するための情報であり、車両番号、無線通信上の固有番号、事前登録したニックネームなどが表示される。また、各車両の位置は、各車両がデータを送信した時点での位置座標である。
車両間距離は、自車両が他車両からのデータを受信した時点における、自車両と当該他車両との距離をいう。制御部２０は、通信による自車両と他車両Ａとの間の信号伝搬に要した時間（ｔ２１−ｔ１１）から、自車両と他車両Ａとの車両間距離（例えば２６ｍ）を算出する。

続いて、制御部２０は、自車両の位置を推定する（ステップＳ６）。本構成では、ステップＳ４、ステップＳ５で取得した他車両の位置、及び車両間距離に基づいて自車両の位置を推定する。この場合、例えば、図５に示すように、自車両Ｏの周辺に存在する３台の他車両Ａ、Ｂ、Ｃから各種情報を取得した場合には、これら他車両Ａ、Ｂ、Ｃの位置及び、各車両間距離Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３から、この自車両Ｏの位置を推定することができる。この場合には、各車両間距離を示す円の交点が自車両Ｏの位置となる。
また、例えば、図６に示すように、自車両Ｏの周辺に存在する２台の他車両Ａ、Ｂから各種情報を取得した場合には、各他車両Ａ、Ｂとの距離を示す円の交点が２つ存在するため、これら各点Ｐ、Ｑのうち、自車両のＧＰＳユニット１１及びジャイロユニット１２が検出した自車両の位置Ｓとの距離が近い方の点（この図では、点Ｐ）を自車両Ｏの位置と推定する。

また、図７に示すように、自車両Ｏの周辺に存在する１台の他車両Ａから各種情報を取得した場合には、自車両のＧＰＳユニット１１及びジャイロユニット１２が検出した自車両の位置Ｓ及び他車両Ａを結ぶ直線と、この他車両Ａと自車両Ｏとの車両間距離を示す円との交点Ｐを自車両位置Ｏと推定する。このように、周辺に存在する他車両の数が多いほど、自車両の推定位置はより正確になるため、複数台の他車両から位置情報を取得して、自車両の位置を推定することが望ましい。
続いて、制御部２０は、ステップＳ６で推定した自車両の位置を、当該自車両の位置として更新するとともに、精度評価指標を０にリセット（ステップＳ７）して、処理をステップ１に戻す。

このように、本実施形態によれば、ＧＰＳユニット１１及びジャイロユニット１２によって検出された自車両の位置の精度を示す精度評価指標を算出する指標算出手段２０を備え、この精度評価指標が所定の閾値（例えば、５００）を超えた場合、車両間通信部１４を介して、位置精度の高い他車両から、この他車両の位置と、当該他車両と自車両との車両間距離とを取得し、これら他車両の位置及び車両間距離に基づいて、自車両の位置を推定し、この推定した位置を自車両の位置として更新するように制御するため、自車両の位置精度を向上させることができる。

また、本実施形態では、他車両は、車両の位置精度に関する情報を有し、制御部２０は、車両間通信部１４を介して、位置精度の高い情報を有する車両を検索するため、この位置精度の高い他車両の位置を基準に自車両の位置を推定し、この推定位置を自車両の位置として更新することにより、自車両の位置精度を更に向上させることができる。

また、本実施形態では、車両間通信部１４は、複数台の他車両と通信可能に構成され、制御部２０は、複数台の他車両の位置及び自車両と当該他車両との間の車両間距離に基づいて、自車両の位置を推定するため、より精度の高い自車両の位置を推定し、この推定位置を自車両の位置として更新することにより、この自車両の位置精度を向上させることができる。
このため、本実施形態にかかる車載用情報処理装置を適用することにより、自車両及び周辺車両の正確な位置情報を常に把握することが可能となるため、これら正確な位置情報に基づいて信頼性の高い運転支援システムを構築することが可能となる。

以上、本実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では、時間経過や走行距離に応じて精度評価指標に加算処理を行っているが、これに限るものではなく、精度評価指標を低精度側に変更もしくは補正するものであれば、どのような演算を行っても構わない。
また、以上の説明においては、車載用情報処理装置１０を制御するための制御プログラムが制御部２０を構成するＲＯＭ３０に予め記憶されている場合について説明したが、各種磁気ディスク、光ディスク、メモリカードなどの記録媒体に制御用プログラムをあらかじめ記録し、これらの記録媒体から読み込み、インストールするように構成することも可能である。また、通信インターフェースを設け、インターネット、ＬＡＮなどのネットワークを介して制御用プログラムをダウンロードし、インストールして実行するように構成することも可能である。このように構成することにより、ソフトウェア的により高機能としたり、より信頼性の高い車載用情報処理装置を構成することが可能となる。

本実施形態に係るナビゲーション装置の機能的構成を示すブロック図である。 自車両の位置を推定する手順を示したフローチャートである。 精度評価指標の算出ルールを示したものである。 通信により取得した他車両の位置情報を示したデータテーブルである。 ３台の他車両の位置情報から自車両の位置を推定するための模式図である。 ２台の他車両の位置情報から自車両の位置を推定するための模式図である。 １台の他車両の位置情報から自車両の位置を推定するための模式図である。

符号の説明

１０ ナビゲーション装置
１１ ＧＰＳユニット（位置検出手段）
１２ ジャイロユニット（位置検出手段）
１４ 車両間通信部（車両間通信手段）
２０ 制御部（指標算出手段、制御手段）
２１ 情報記憶部
２３ 通信制御部

Claims (8)

1. 自車両の位置を検出する位置検出手段と、他車両と通信する車両間通信手段とを備える車載用情報処理装置において、
   前記位置検出手段によって検出された自車両の位置の精度を示す精度評価指標を算出する指標算出手段と、
   この精度評価指標が所定の閾値を超えた場合、前記車両間通信手段を介して、車両の位置精度に関する情報を各々有する他車両の中から、前記情報に基づき位置精度の高い情報を有する他車両を検索し、検索された前記他車両の位置と、当該他車両と自車両との車両間距離とを取得し、これら他車両の位置、車両間距離及び前記位置検出手段で検出した自車両の位置に基づいて、前記自車両の位置を推定し、この推定した位置を、前記位置検出手段が検出した前記自車両の位置として更新するように制御する制御手段を備えることを特徴とする車載用情報処理装置。
2. 前記他車両は、車両の位置精度に関する前記情報として、前記精度評価指標を有することを特徴とする請求項１に記載の車載用情報処理装置。
3. 前記指標算出手段は、時間経過もしくは走行距離に応じて、前記精度評価指標を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の車載用情報処理装置。
4. 前記指標算出手段は、交差点で左折または右折する場合、もしくは所定施設を通過する場合には、前記精度評価指標を高精度側に、変更もしくは補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車載用情報処理装置。
5. 前記車両間通信手段は、複数台の他車両と通信可能に構成され、
   前記制御手段は、位置精度の高い情報を有する他車両として３台の他車両が検索された場合、前記３台の他車両の位置及び自車両と前記３台の他車両との間の車両間距離に基づいて、前記自車両の位置を推定することを特徴とする請求項1乃至４のいずれかに記載の車載用情報処理装置。
6. 前記車載用情報処理装置は、目的地までの経路案内を行う経路案内手段を備えるナビゲーション装置として構成され、前記更新された前記自車両の位置に基づいて、前記経路案内を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の車載用情報処理装置。
7. 自車両の位置を検出する位置検出手段と、他車両と通信する車両間通信手段とを備える車載用情報処理装置の制御方法において、
   検出された自車両の位置精度を示す精度評価指標を算出し、
   この精度評価指標が所定の閾値を超えた場合、前記車両間通信手段を介して、車両の位置精度に関する情報を各々有する他車両の中から、前記情報に基づき位置精度の高い情報を有する他車両を検索し、
   検索された前記他車両の位置と、当該他車両と自車両との車両間距離とを取得し、
   これら他車両の位置、車両間距離及び前記位置検出手段で検出した自車両の位置に基づいて、前記自車両の位置を推定し、
   この推定した位置を、前記位置検出手段が検出した前記自車両の位置として更新するように制御することを特徴とする車載用情報処理装置の制御方法。
8. 自車両の位置を検出する位置検出手段と、他車両と通信する車両間通信手段とを備える車載用情報処理装置をコンピュータにより制御するための制御プログラムにおいて、
   検出された自車両の位置精度を示す精度評価指標を算出させ、
   この精度評価指標が所定の閾値を超えた場合、前記車両間通信手段を介して、車両の位置精度に関する情報を各々有する他車両の中から、前記情報に基づき位置精度の高い情報を有する他車両を検索させ、
   検索された前記他車両の位置と、当該他車両と自車両との車両間距離とを取得させ、
   これら他車両の位置、車両間距離及び前記位置検出手段で検出した自車両の位置に基づいて、前記自車両の位置を推定させ、
   この推定した位置を、前記位置検出手段が検出した前記自車両の位置として更新させることを特徴とする車載用情報処理装置の制御プログラム。

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