JP5098475B2 - 距離算出装置および距離算出方法 - Google Patents

Description

この発明は、路側に設置された通信機器からの光信号を受光する受光装置、当該受光装置を用いて通信機器と移動体との相対距離を算出するための距離算出装置、距離算出プログラム、記録媒体および距離算出方法に関する。

近年、車両の位置を標定し、標定した位置に応じて車両に対する情報提供・警告・介入制御をおこなう先進安全サービスが注目を集めている。先進安全サービスは、たとえば交差点やカーブなどから所定範囲（たとえば、中心部から１００ｍ圏）内に進入した車両に対して、自他車両の位置情報・信号情報・標識情報などを提供し、運転者の不注意・見落としなどによる交通事故を予防するサービスである。

先進安全サービスにおいては、車両の位置に適したサービスを提供するために、車両の位置を精度よく標定することが重要である。たとえば車両位置表示サービスにおいては、車両の進行方向における標定誤差が車長の半分程度（２．５ｍ以下）であることが要求される。また、車両が走行している車線を検出する場合、車幅方向における標定誤差は車幅の半分程度（１ｍ以下）であることが要求される。

車両の位置を標定する技術としては、たとえば車両が搭載する速度センサやジャイロセンサの出力値を用いた自律航法がある。自律航法は、電波環境（受信感度）の変化に応じて検出精度が変動するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）とは異なり、車両周囲の環境が検出精度に影響しにくい。自律航法は、たとえば高層ビルが立ち並ぶ都心部など、車両からのＧＰＳ衛星の見通しが効かない場所における車両の位置標定に適している。

自律航法にしたがって車両の標定を検出する場合、基準となる位置からの移動距離が長くなると、速度センサやジャイロセンサによる出力値の累積誤差が大きくなり、標定精度が低下する。従来は、たとえば光ビーコンが発信した光信号を用いた通信が可能なエリアの境界位置を検出し、境界位置を検出した時点における車両の現在位置を、光ビーコンに既定の境界位置に補正することによって標定精度向上を図るようにした技術があった（たとえば、下記特許文献１参照。）。また、たとえばＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）、磁気マーカ、超音波測位などを利用して車両の位置を標定することによって、標定精度向上を図るようにした技術があった。

特開平１１−２９６７９３号公報

しかしながら、上述した特許文献１を含む従来の技術では、光信号の発受信に関わる部位の汚れ・気象条件（雨天時、霧発生時など）・ワイパーの干渉などに起因して光信号の受信感度が低下すると、光信号を受信できる境界位置が本来想定している境界位置からずれてしまい、車両の位置標定精度が低下するという問題があった。

また、上述した従来技術においてＵＷＢ・磁気マーカ・超音波測位などを用いた車両の位置標定に際しては、標定のための新たな機器を車両に導入しなくてはならず、導入のための時間や費用など運転者（車両の維持者）が負担するコストが発生するという問題があった。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、既設のインフラ設備の有効活用を図りつつ、通信機器と移動体との相対距離の算出精度の向上を図ることができる受光装置、距離算出装置、距離算出プログラム、記録媒体および距離算出方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる受光装置は、移動体に設けられ、路側に設置された通信機器からの光信号を受光する受光装置であって、前記光信号を受光する受光面を有し、前記光信号を電気信号に変換する受光部と、前記移動体の移動により、前記受光面に対する前記光信号の入射角度が所定の入射角度以上になった場合に当該光信号を遮蔽する遮蔽部と、を備え、前記受光面のうち前記遮蔽部によって遮蔽されなかった領域からの電気信号を前記相対距離として出力することを特徴とする。

上記の受光装置によれば、受光／遮蔽（遮光）が明確に区別できる範囲内において受信した光信号の入射角度に応じた電気信号を、通信機器と移動体との相対距離として出力することができ、通信機器と移動体との相対距離の検出精度の向上を図ることができる。

また、上記の発明において、前記遮蔽部が、前記通信機器と前記移動体との間の前記移動体の前後方向における位置関係により、前記入射角度が前記所定の入射角度以上になった前記光信号を遮蔽し、前記受光面のうち前記遮蔽部により遮蔽されなかった領域からの電気信号を、前記相対距離のうち前記前後方向成分に関する相対距離として出力するようにしてもよい。

上記の発明によれば、通信機器と移動体との相対距離のうちで移動体の前後方向成分に関する相対距離を精度よく検出することができる。

また、上記の発明において、前記遮蔽部が、前記通信機器と前記移動体との間の前記移動体の左右方向における位置関係により、前記入射角度が前記所定の入射角度以上になった前記光信号を遮蔽し、前記受光面のうち前記遮蔽部により遮蔽されなかった領域からの電気信号を、前記相対距離のうち前記左右方向成分に関する相対距離として出力するようにしてもよい。

上記の発明によれば、通信機器と移動体との相対距離のうちで移動体の左右方向成分に関する相対距離を精度よく検出することができる。

また、この発明にかかる距離算出装置、距離算出プログラム、記録媒体および距離算出方法は、上記の受光装置を用いて、路側に設置された通信機器と移動体との相対距離を算出する際に、前記受光装置が出力した電気信号を受信し、受信された電気信号に基づいて、前記受光装置が備える受光面のうち前記受光装置が備える遮蔽部によって遮蔽された遮蔽領域を検出し、検出された遮蔽領域に基づいて前記相対距離を算出し、算出された算出結果を出力することを特徴とする。

上記の発明によれば、受光／遮蔽（遮光）が明確に区別できる範囲内において光信号を受信することによって得られる電気信号に基づいて通信機器と移動体との相対距離を算出することができ、通信機器と移動体との相対距離の算出精度の向上を図ることができる。

また、この発明にかかる距離算出装置、距離算出プログラム、記録媒体および距離算出方法は、上記の発明において、前記通信機器が設置された絶対位置に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて前記移動体の絶対位置を算出するようにしてもよい。

上記の発明によれば、高精度に算出された相対距離を用いて移動体の絶対位置を算出することができ、移動体の絶対位置の算出精度の向上を図ることができる。

本発明にかかる受光装置、距離算出装置、距離算出プログラム、記録媒体および距離算出方法によれば、既設のインフラ設備の有効活用を図りつつ、通信機器と移動体との相対距離の算出精度の向上を図ることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる受光装置、距離算出装置、距離算出プログラム、記録媒体および距離算出方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
はじめに、この発明の実施の形態１にかかる位置標定システムについて説明する。この発明の実施の形態１にかかる位置標定システムは、たとえば、車両などの移動体の位置を評定（測位）するシステムであり、先進安全サービスに適用可能である。先進安全サービスは、先進技術を利用してサービス提供の対象となる車両（以下、「対象車両」という）の運転者の安全運転を支援するサービスである。先進安全サービスには、たとえば、車両位置表示サービス、信号情報提供サービス、規制情報利用サービスなどがある。

具体的に、車両位置表示サービスは、たとえば対象車両の表示装置に交差点付近の他車位置を表示するサービスである。信号情報提供サービスは、たとえば信号機の設置位置に対する対象車両の位置に応じて、点灯中の信号色情報の提供・停止位置の案内・車両動作への介入制御などをおこなうサービスである。規制情報利用サービスは、たとえばカーブなど見通しがきかない道路などにおいて、進行方向前方の停車車両や低速走行車両の存在を案内するサービスである。このような先進安全サービスにより、対象車両の運転者による安全運転を支援することが可能となる。

図１は、この発明の実施の形態１にかかる位置標定システムの概要を示す説明図である。図１において、この発明の実施の形態１にかかる位置標定システム１００は、先進安全サービスエリア１１０内を走行する車両１０１の位置を標定するシステムである。位置標定システム１００においては、通信機器１０２を用いて車両１０１の位置を標定する。先進安全サービスエリア１１０は、一般道路上に設けられた任意の領域であり、本実施の形態１の受光装置を用いて、上述した先進安全サービスを提供することが可能な領域である。本実施の形態１の受光装置については詳細を後述する。

つぎに、この発明の実施の形態１にかかる位置標定システム１００を利用した先進安全サービスのうち、交差点サービスシステムの概要について説明する。図２は、この発明の実施の形態１にかかる交差点サービスシステムのシステム構成を示す説明図である。図２において、交差点サービスシステムは、センター装置２０１と、信号機２０２と、通信機器１０２と、車両システム（後述する図３を参照）と、を含んでいる。実施の形態１においては、以降、通信機器１０２を光ビーコン１０２として説明する。

センター装置２０１は、先進安全サービスの提供に用いる各種情報を記憶する記憶装置と、信号機２０２や光ビーコン１０２との間で通信をおこなう通信装置などを備えるコンピュータ装置である。記憶装置は、たとえば先進安全サービスエリア１１０内に設置された信号機２０２が点灯する信号色の切り替えタイミングをあらわす情報を記憶する。

切り替えタイミングをあらわす情報は、たとえば交差点における１の道路を走行する車両１０１に対する信号が赤色になってから別の道路を走行する車両１０１に対する信号が青色になるまでの時間（「ｎ秒」、「ｎ分」など）をあらわす情報である。また、たとえば、先進安全サービスエリア１１０内に設置された信号機２０２が時差式の信号機２０２である場合、特定の信号機２０２が赤色になってから別の特定の信号機２０２が青色になるまでの時間をあらわす情報を、切り替えタイミングをあらわす情報として、信号機２０２ごとに個々に記憶してもよい。

切り替えタイミングをあらわす情報は、各信号機２０２と通信することによって各信号機２０２から直接取得してもよいし、記憶装置が記憶する情報をたとえば警察などが定期的に更新することによって取得してもよい。なお、センター装置２０１を実現するコンピュータ装置は、記憶装置や通信機能を備える一般的なコンピュータ装置と同様であるため、その構成や機能についての説明は省略する。

信号機２０２は、たとえば交差点など、複数の道路が交差する位置に設けられている。信号機２０２は、赤・黄・青（緑）の各色を点灯するダイオード群や、各ダイオード群を点灯／消灯させる電源および切り替え装置、ダイオード群や切り替え装置を支持する支持部材などを備えている。

また、信号機２０２は、センター装置２０１や光ビーコン１０２などと通信をおこなう通信機能を備えており、信号色の切り替えタイミングに関する情報などをセンター装置２０１や光ビーコン１０２に送信することが可能である。信号機２０２は、通信機能を利用してセンター装置２０１と通信をおこなうことによって、信号色の切り替えタイミングに関する情報などをセンター装置２０１から受信するようにしてもよい。

信号機２０２には、信号機２０２周辺の画像を撮影するカメラが設けられていてもよい。カメラが撮影した画像は、信号機２０２が備える通信機能を用いてセンター装置２０１や車両システムに送信して利用することができる。なお、信号機２０２の構成および信号機２０２が備える通信機能などについては公知の技術であるため、ここではその説明を省略する。

光ビーコン１０２は、道路の脇など路側に設置され、渋滞情報・リンク旅行時間情報・規制情報・駐車場情報・区間旅行時間情報などの道路交通情報を含む光信号を発信する。光ビーコン１０２は、光ビーコン１０２の設置位置に直近の道路（たとえば走行中の道路および当該道路に接続する道路）についての道路交通情報を含む光信号を発信する。道路交通情報は、簡易図形や文字情報の形態であらわされる。

また、光ビーコン１０２は、道路交通情報に加えて光ビーコン１０２の設置位置に関する情報を含む光信号を発信する。設置位置に関する情報は、たとえば光ビーコン１０２の設置位置をあらわす位置座標である。また、設置位置に関する情報は、たとえば光ビーコン１０２に直近する交差点などの基準位置の位置座標に対する相対的な座標情報であってもよい。

車両システムは、車両１０１に搭載され、光ビーコン１０２が発信する光信号を受光する受光装置（この発明の実施の形態１にかかる受光装置。図５を参照）や、受光装置における光信号の受光状態および車両１０１の位置に応じた各種サービスの提供に際して駆動される各部および当該各部を駆動制御する制御部などによって実現される。

図３は、車両システムが実現する機能を概略的に示す説明図である。図３において、車両システム３００は、車両１０１の位置（自車位置）を測位する測位機能と、交差点ごとのサービスを車両１０１の現在位置（自車位置）に応じて選択する実行サービス選択機能とを実現する。

車両システム３００は、光ビーコン１０２から発信された光信号を受信した場合に、受信した光信号の中から、初期位置（Ｘ，Ｙ）、提供可能なサービス名、エリア座標およびエリア大きさ、各サービスの提供を実行する優先度などの情報を抽出する。光信号から抽出された情報は、サービス実行エリア情報として車両システム３００に取り込まれる。

初期位置（Ｘ，Ｙ）は、交差点サービスの提供を開始する位置であり、光ビーコン１０２の設置位置の位置座標によってあらわされる。提供可能なサービス名は、先進安全サービスエリア１１０において提供可能なサービス名をあらわす。サービス名によってあらわされるサービスの提供に用いる情報（サービスコンポーネント）は、車両１０１が備える記憶装置などにあらかじめ記憶されている。

エリア座標は、先進安全サービスエリア１１０においてサービスを提供するエリアの中心位置座標をあらわす。エリア大きさは、エリア座標を中心とする各エリアの大きさをあらわす。エリア大きさは、たとえば、車両１０１の幅方向の長さ（Ｗメートル）と縦方向の長さ（Ｌメートル）との積であらわされる略長方形状あるいは同程度の大きさの楕円形状がエリアの大きさとして定められる。

各サービスの提供を実行する優先度は、先進安全サービスエリア１１０ごとにあらかじめ設定されていてもよいし、先進安全サービスエリア１１０における交通状況（交通量の多少や時間帯など）に応じて適宜設定されるものであってもよい。また、優先度は、センター装置２０１から送信される情報に基づいて適宜設定されるものであってもよい。

測位機能は、たとえば車両１０１に搭載されたジャイロセンサや速度センサ（図４を参照）などからの出力値と、光信号から抽出した初期位置（Ｘ，Ｙ）とに基づいて、車両１０１の現在位置（自車位置）を特定する機能である。自車位置の特定に際しては、上記の出力値を用いて自律航法にしたがった演算をおこなうことで初期位置（Ｘ，Ｙ）に対する車両１０１の相対的な位置座標を算出し、さらに算出された相対的な位置座標と初期位置座標（Ｘ，Ｙ）とを用いて自車位置の絶対位置座標を算出する。なお、自律航法にしたがった演算については、公知の技術であるためここではその説明を省略する。

実行サービス選択機能は、光信号から抽出したサービス名の中から、測位機能によって特定された自車位置に応じたサービスを選択し、該当するサービスコンポーネントを起動することで、交差点サービスを提供する機能である。実行サービス選択機能は、選択されるサービスによっては、複数のサービスコンポーネントを起動する。

つぎに、車両システム３００のハードウェア構成について説明する。図４は、車両システム３００のハードウェア構成を概略的に示すブロック図である。図４において、車両システム３００は、ＣＰＵ４０１と、メモリ４０２と、ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」という）４０３と、ハードディスク（以下、「ＨＤ」という）４０４と、光ディスクドライブ（以下、「光ＤＤ」という）４０５と、光ディスク４０６と、インターフェイス（以下、「Ｉ／Ｆ」という）４０７と、受光装置４０８と、ジャイロセンサ４０９と、速度センサ４１０と、ディスプレイ４１１と、スピーカ４１２と、を備えている。各構成部４０１〜４１２は、バス４１３によってそれぞれ接続されている。

ここで、ＣＰＵ４０１は、車両システム３００全体の制御を司る。メモリ４０２は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶するＲＯＭやＣＰＵ４０１のワークエリアとして使用されるＲＡＭなどによって実現される。ＨＤＤ４０３は、ＣＰＵ４０１の制御にしたがってＨＤ４０４に対するデータのリード／ライトを制御する。ＨＤ４０４は、ＨＤＤ４０３の制御で書き込まれたデータを記憶する。ＨＤ４０４は、たとえば地図情報や交通情報などを書き換え可能に記憶する。

光ＤＤ４０５は、ＣＰＵ４０１の制御にしたがって光ディスク４０５に対するデータのリード／ライトを制御する。光ディスク４０５は、光ＤＤ４０５の制御で書き込まれたデータを記憶したり、光ディスク４０５に記憶されたデータをＣＰＵ４０１に読み取らせたりする。光ディスク４０５は、光ＤＤ４０５に対して着脱可能な記録媒体である。

光ディスク４０５は、具体的にはたとえばＣＤ−ＲＯＭ（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）などである。着脱可能な記録媒体として、光ディスク４０５以外の記録媒体であってもよい。この場合の着脱可能な記録媒体としては、具体的には、たとえばフレキシブルディスク、ＭＯ、メモリカードなどであってもよい。

Ｉ／Ｆ４０７は、通信回線を通じてインターネットなどのネットワークに接続され、このネットワークを介して他の装置に接続される。Ｉ／Ｆ４０７は、ネットワークと内部のインターフェイスを司り、たとえばセンター装置２０１などの外部装置からのデータの入出力を制御する。また、Ｉ／Ｆ４０７は、光ビーコン１０２が発信した光信号を受信する。受光装置４０８については後述する（図５を参照）。

ジャイロセンサ４０９は、車両１０１の方向変化を計測する。速度センサ４１０は、車両１０１の走行距離を検出する。基準となる位置（たとえば初期位置（Ｘ，Ｙ））に対する車両１０１の相対的な位置は、基準となる位置座標と、ジャイロセンサ４０９で検出した方向と、車速センサ４１０で検出した走行距離と、を用いて自律航法にしたがった演算をおこなうことによって算出することができる。自律航法にしたがった演算については、公知の技術であるためここではその説明を省略する。

ディスプレイ４１１は、上述した交通情報や、交差点に設置されたカメラ（図示を省略する）が撮影した画像などのデータを表示する。ディスプレイ４１１は、地図、地図上の自車位置、誘導経路などを表示してもよい。また、ディスプレイ４１１は、車両システム３００が提供可能な各種機能リストなどを表示してもよい。ディスプレイ４１１は、車両１０１の現在位置をあらわす情報（地図画像に重畳表示された自車マークなど）を表示する出力部として機能する。

リストに表示された各種の機能は、車両１０１に設けられた操作部（図示を省略する）の操作によって選択し実行する。操作部は、キーボタン、タッチパネル、リモコンなど、公知の各種操作手段を用いることが可能であり、ここではその説明を省略する。ディスプレイ４１１は、たとえばＴＦＴ液晶ディスプレイなどを採用することができる。なお、ＴＦＴ液晶ディスプレイをはじめとする各種の液晶ディスプレイについては、公知の技術であるためここではその説明を省略する。

スピーカ４１２は、ボイスコイルと、ボイスコイルの周囲に設けられた磁石と、ボイスコイルに取り付けられたスピーカーコーンと、を備えている。スピーカ４１２は、ＣＰＵ４０１の制御にしたがってボイスコイルへの通電がおこなわれた場合に、磁石によってボイスコイル周辺に作られる磁場を利用して音声を出力する。スピーカ４１２の構造および音声の出力方法については、公知の技術であるためここではその説明を省略する。

つぎに、この発明の実施の形態１にかかる受光装置４０８について説明する。図５は、受光装置４０８を示す説明図である。図５（ａ）は受光装置４０８を示す側面図であり、（ｂ）は受光装置４０８を示す背面図である。図５（ａ）において、受光装置４０８は、受光部５０１と、遮蔽板５０２と、を備えている。受光部５０１は、光ビーコン１０２が発信した光信号を受光する。受光部５０１は、アレイ状に配列された複数の受光素子によって構成されている（図６−１〜図６−３を参照）。受光素子は、受光部５０１における遮蔽板側の面（以下、「受光面」という）５０１ａ全域に亘って配列されている。

受光面５０１ａにおいては、複数の受光素子のうちいずれの受光素子が受光したのかを特定可能な構成となっている。具体的には、たとえば受光素子の識別情報と配列位置情報とを関連付け、受光素子ごとに受光／遮蔽（遮光）状態を検出することによって、いずれの受光素子が受光したのかを特定することができる。受光した受光素子が配列されている領域（以下、「受光部分」という）を特定することにより、受光面５０１ａにおいて受光していない受光素子が配列されている遮蔽領域（以下、「影部」という）を検出することが可能である（図６−１〜図６−３を参照）。

図６−１は、影部の位置（影部と受光部分との境界位置）の検出方法について説明する説明図である。図６−１において、受光面５０１ａ上に５列に亘って配列された受光素子６０１は、「１〜３列目までのすべての受光素子が反応（受光）している」状態であり、「４列目以降すべての受光素子が反応（受光）していない」状態である。これにより、「影部の位置は４列目以降」であり、「影部と受光部分との境界位置は３列目と４列目との間」であることが分かる。図６−１において、符号６０２は影部をあらわしている。

図６−２は、影部の大きさの検出方法について説明する説明図である。図６−２において、受光面５０１ａ上に複数配列された受光素子６０１は、「１０個の受光素子が反応（受光）していない」状態である。これにより、「影部の大きさ（面積）は受光素子を１０個配列する領域の大きさと同等」であることが分かる。

図６−３は、受光量の検出方法について説明する説明図である。図６−３において、受光面５０１ａ上に２５個配列された受光素子６０１は、「１０個の受光素子が反応（受光）している」状態であり、「１０個の受光素子が反応（受光）していない」状態であり、「５個の受光素子が半分反応（受光）している」状態である。これにより、総受光量２５から反応している反応していない受光素子６０１の受光量を差し引いて２５−（１０＋（５／２））＝１２．５が受光量であることが分かる。

遮蔽板５０２は、平板形状を有しており、車両１０１の進行方向前方を開放するように傾斜した状態で受光部５０１に取り付けられている。遮蔽板５０２は、受光面５０１ａに入射する光信号のうち、受光面５０１ａに対して所定の角度以上の角度を持って入射する光信号を遮蔽する。具体的に、受光面５０１ａと遮蔽板５０２とがなす角度を角度αとした場合、遮蔽板５０２は受光面５０１ａに対して角度αよりも大きい角度で入射する光信号を遮蔽する。

遮蔽板５０２において、車両１０１の車幅方向における寸法（図５（ｂ）におけるＸを参照）は、受光面５０１ａに対して、光信号が車幅方向から入射することを防止できる程度の長さに調整されている。これにより、車両１０１の進行方向における成分のみに基づく光信号が受光面５０１ａに入射することとなる。

遮蔽板５０２によって光信号を遮蔽している間、受光面５０１ａには、受光していない受光素子６０１が存在する領域である影部６０２発生することとなる（図６−１〜図６−３を参照）。影部６０２は、車両１０１が光ビーコン１０２に接近する方向に移動している状況下において発生し、その面積を徐々に拡大して受光面５０１ａ全体を覆う。

影部６０２が最初に発生するタイミングは、受光面５０１ａに対する光信号の入射角度（以下、「入射角度」という）と遮蔽板５０２との関係に依存する。受光面５０１ａ全体が影部６０２となるタイミングは、影部６０２が最初に発生するタイミングと同様に、受光面５０１ａに対する光信号の入射角度と遮蔽板５０２との関係に依存する。

図７−１は入射角度と遮蔽板５０２との関係について説明する説明図（その１）であり、図７−２は光ビーコン１０２と車両１０１との位置関係について説明する説明図（その１）である。図７−１および図７−２において、入射角度は、光ビーコン１０２に対して車両１０１が接近するにつれて大きくなり、光ビーコン１０２に対する車両１０１の接近にともなって、状態（ａ）→状態（ｂ）→状態（ｃ）の順序で変化する。

状態（ａ）に示すように入射角度が角度αよりも小さい場合は、すべての光信号が受光面５０１ａに入射可能となる。この状態は、状態（ｂ）に示すように入射角度が角度αと等しくなるまで継続し、入射角度が角度αと等しくなるまですべての光信号が受光面５０１ａに入射可能となる。状態（ｃ）に示すように入射角度が角度αよりも大きい場合は、入射角度に応じた大きさの影部６０２および受光部分７０１が、受光面５０１ａ上に発生する。状態（ｃ）に示す状態では、受光面５０１ａ上に、影部６０２と受光部分（図７において「受光部」と記載）７０１との境界位置７０２が存在する。

影部６０２は、入射角度が角度αよりも大きくなったタイミングで発生する。影部６０２が最初に発生するタイミングにおける、光ビーコン１０２に対する車両１０１の位置（以下、「遮蔽開始位置」という）は、角度αを調整することによって調整可能である。遮蔽開始位置は、角度αの値が大きいほど光ビーコン１０２の設置位置に近くなる。

図８−１は入射角度と遮蔽板５０２との関係について説明する説明図（その２）であり、図８−２は光ビーコン１０２と車両１０１との位置関係について説明する説明図（その２）である。図８−１および図８−２において、入射角度は、影部６０２発生後も、光ビーコン１０２に対して車両１０１が接近するにつれて大きくなる。

状態（ａ）に示すように、影部６０２は、入射角度が角度αと等しくなるタイミングにおいて発生する。影部６０２の面積は、状態（ｂ）に示すように、入射角度が角度αよりも大きくなるにともなって大きくなる。そして、状態（ｃ）に示すように、遮蔽板５０２の車両１０１進行方向側の端部（以下、「遮蔽板先端」という）８０１と受光部５０１の車両１０１進行方向側の端部（以下、「受光面先端」という）８０２とを通る線分と受光面５０１ａとがなす角度α’が、入射角度と等しくなった場合、受光面５０１ａ全体が影部６０２となる。

受光面５０１ａ全体が影部６０２となるタイミングにおける入射角度は、遮蔽板先端８０１と受光面先端８０２とを通る線分（以下、「遮蔽完了線」という）と受光面５０１ａとがなす角度α’に依存する。たとえば、受光部５０１の一部が受光面５０１ａとされている場合、当該受光面５０１ａにおいて車両１０１進行方向側の端部となる位置と遮蔽板先端８０１とを通る線分が遮蔽完了線となる。

受光面５０１ａ全体が影部６０２となるタイミングにおける、光ビーコン１０２に対する車両１０１の位置（以下、「遮蔽完了位置」という）は、遮蔽板先端８０１および受光面先端８０２の位置関係を調整することによって調整可能である。遮蔽板先端８０１および受光面先端８０２の位置関係は、たとえば、受光部５０１および遮蔽板５０２の大きさが同じであれば、受光面５０１ａと遮蔽板５０２とがなす角度αを調整することによって調整可能である。この場合、遮蔽完了位置は、角度αの値が大きいほど光ビーコン１０２の設置位置から近くなる。遮蔽開始位置は、角度αの値が大きいほど光ビーコン１０２の設置位置から遠くなる。

また、遮蔽板先端８０１および受光面先端８０２の位置関係は、たとえば、遮蔽板先端８０１の受光部５０１に対する距離Ｈに応じて異なる。距離Ｈは、遮蔽板先端８０１の受光部５０１に対する最短距離であってもよいし、受光面先端８０２と遮蔽板先端８０１との距離であってもよい。たとえば、角度αが同じであれば、遮蔽完了位置は、距離Ｈの値が大きい（すなわち、遮蔽板５０２が大きい）ほど光ビーコン１０２の設置位置から遠くなる。遮蔽開始位置は、距離Ｈの値が大きい（すなわち、遮蔽板５０２が大きい）ほど光ビーコン１０２の設置位置から近くなる。

上述したように、影部６０２は、車両１０１が遮蔽開始位置にあるときに発生しはじめ、車両１０１が遮蔽完了位置に到達した場合に受光面５０１ａ全体を覆う。そして、車両１０１が遮蔽開始位置から遮蔽完了位置までの間にあるとき、受光部５０１と影部６０２との境界位置は、受光面５０１ａ上に位置することとなる。境界位置は、遮蔽開始位置から遮蔽完了位置への車両１０１の移動にともなって受光面５０１ａ上を一定方向に移動する。

受光面５０１ａ上における境界位置の移動距離と、遮蔽開始位置から遮蔽完了位置までに車両１０１が移動する距離と、は相対関係にある。このため、受光面５０１ａ上における境界位置の移動距離を特定することによって、遮蔽開始位置（あるいは遮蔽完了位置）に対する車両１０１の相対的な位置を特定することができる。さらに、遮蔽開始位置や遮蔽完了位置など基準となる位置の絶対位置座標を取得することにより、取得した絶対位置座標と特定した相対的な位置とに基づいて、車両１０１の現在位置（自車位置）の位置座標を特定することができる。

なお、遮蔽開始位置や遮蔽完了位置は、地面に対する受光面５０１ａの高さ（車高）に応じて変動する。このため、あらかじめ自車位置を補正しておくことにより、以降自車位置を精度よく特定することができる。自車位置の補正技術およびその方法については公知の各種の技術を用いて対応することが可能であり、ここではその説明を省略する。

なお、受光面５０１ａ上の距離（長さ）と車両の移動距離との相対関係は、本願に先立って予め算出されているものとする。また、地面に対する光ビーコン１０２の高さ、及び、地面に対する受光面５０１ａの高さも予め分かっているものとする。従って、光ビーコン１０２から遮蔽開始位置までの相対距離は、受光面５０１ａと遮蔽板５０２とのなす角度αと、地面から光ビーコン１０２までの高さと地面から受光面５０１ａまでの高さとの差分とにより求められる。

光ビーコン１０２からの光信号には、該光ビーコン１０２の設置位置に関する情報が含まれているので、上述の方法により求めた遮蔽開始位置の光ビーコン１０２からの相対距離によって、遮蔽を開始した時点での受光装置４０８の位置が求められる。

つぎに、交差点サービスシステムの機能的構成について説明する。図９は、交差点サービスシステムの機能的構成を示すブロック図である。図９において、交差点サービスシステムの機能は、路側装置（光ビーコン１０２）が備える投受光器９０１・データ通信機能部９０２と、車載器（車両システム３００）が備える投受光器９０３・データ通信機能部９０４・受信データ処理機能部９０５・影部検出機能部９０６・自律測位機能部９０７位置情報算出機能部９０８・車両位置補正機能部９０９と、によって実現される。

投受光器９０１は、車両システム３００に対して光信号を発信（投光）し、車両システム３００から発信された光信号を受信（受光）する。投受光器９０１が車両システム３００に対して発信（投光）するのは、上述した光信号である。データ通信機能部９０２は、投受光器９０１を介した車両システム３００との通信を制御する。

投受光器９０３は、光ビーコン１０２から発信された光信号を受信（受光）し、光ビーコン１０２に対して光信号を発信（投光）する。データ通信機能部９０４は、投受光器９０３を介した光ビーコン１０２との通信を制御する。データ通信機能部９０４は、受光装置４０８が出力した電気信号を受信する受信機能を実現し、具体的には、たとえばＩ／Ｆ４０７によってその機能を実現することができる。

受信データ処理機能部９０５は、光ビーコン１０２から受信した光信号の中から、初期位置（Ｘ，Ｙ）・提供可能なサービス名・エリア座標およびエリア大きさ・各サービスの提供を実行する優先度などの情報を抽出する。受信データ処理機能部９０５は、光ビーコン１０２が設置された絶対位置に関する情報を取得する取得機能を実現する。

影部検出機能部９０６は、投受光器９０３における受光状態に基づいて、影部６０２と受光部分７０１の位置（境界位置７０２）を検出する。影部検出機能部９０６は、影部６０２の位置（境界位置７０２）に代えて、たとえば影部６０２の大きさや受光量を検出してもよい。影部検出機能部９０６は、データ通信機能部９０４によって受信した電気信号に基づいて、影部６０２を検出する検出機能を実現する。

自律測位機能部９０７は、ジャイロセンサ４０９や速度センサ４１０などからの出力値を取得し、具体的には、たとえばジャイロセンサ４０９や速度センサ４１０およびこれらのセンサからの出力値が入力されるＩ／Ｆやフィルタ（いずれも図示を省略する）などによってその機能を実現することができる。

位置情報算出機能部９０８は、自律測位機能部９０７が取得した各センサからの出力値と、受信データ処理機能部９０５が光信号から抽出した初期位置（Ｘ，Ｙ）とに基づいて、任意の基準位置に対する相対的な車両１０１の位置を算出する。任意の基準位置は、たとえば初期位置（Ｘ，Ｙ）に定めることが可能である。

車両位置補正機能部９０９は、受信データ処理機能部９０５が抽出した各種の情報と、影部検出機能部９０６における検出結果と、位置情報算出機能部９０８による算出結果と、に基づいて車両１０１の位置を補正する演算をおこなう。車両位置補正機能部９０９は、たとえば受信データ処理機能部９０５が抽出した初期位置（Ｘ，Ｙ）に、位置情報算出機能部９０８が算出した車両１０１の位置を加算して、車両１０１の現在位置座標を算出する。

本実施の形態１においては、位置情報算出機能部９０８および車両位置補正機能部９０９が算出部として機能している。受信データ処理機能部９０５・影部検出機能部９０６・位置情報算出機能部９０８および車両位置補正機能部９０９は、具体的には、たとえば、ＣＰＵ４０１がメモリ４０２に記憶されたプログラムを実行することによってその機能を実現することができる。

つぎに、車両システム３００が実行する処理手順について説明する。図１０は、車両システム３００が実行する処理手順を示すフローチャートである。図１０のフローチャートにおいて、まず、受光装置４０８において光信号が遮蔽されるまで待つ（ステップＳ１００１：Ｎｏ）。

ステップＳ１００１において光信号が遮蔽された場合（ステップＳ１００１：Ｙｅｓ）は、ジャイロセンサ４０９や速度センサ４１０などの各センサからの出力値の取得を開始する（ステップＳ１００２）。ステップＳ１００２の処理は、車両１０１が遮蔽完了位置に移動するまで継続しておこなわれる。

つぎに、光ビーコン１０２から発信された光信号を、Ｉ／Ｆ４０７を介して受信したか否かを判断し（ステップＳ１００３）、受信していない場合（ステップＳ１００３：Ｎｏ）は、たとえばエラーであると判断して、一連の処理を終了する。ステップＳ１００３において受信した場合（ステップＳ１００３：Ｙｅｓ）は、ステップＳ１００３：Ｙｅｓにおいて受信した光信号の中から、初期位置（Ｘ，Ｙ）をあらわす情報を取得する（ステップＳ１００４）。ステップＳ１００４においては、たとえば初期位置の位置座標（Ｘ，Ｙ）を取得する。

そして、受光面５０１ａに発生した影部６０２を検出するまで待って（ステップＳ１００５：Ｎｏ）、検出した場合（ステップＳ１００５：Ｙｅｓ）は境界位置７０２の特定を開始する（ステップＳ１００６）。境界位置７０２の特定は、車両１０１が遮蔽完了位置に移動するまで継続しておこなう。これにより、車両１０１の移動にともなって随時最新の境界位置７０２が特定される。

つぎに、特定した境界位置７０２に基づいて、影部６０２を最初に検出した地点に対する相対的な位置（相対位置）を特定し（ステップＳ１００７）、特定した相対位置およびステップＳ１００４において取得した情報を用いた演算をおこなうことによって、車両１０１の絶対位置座標を算出する（ステップＳ１００８）。

ステップＳ１００９においては、ステップＳ１００３：Ｙｅｓにおいて受信した光信号の中に含まれるサービス名に基づいて、車両１０１に対して提供可能なサービスがあるか否かを判断する。提供可能なサービスがない場合（ステップＳ１００９：Ｎｏ）は、ステップＳ１０１２へ移行する。サービス名は、ステップＳ１００９において提供可能なサービスの有無を判断する時点までの任意のタイミングにおいて取得すればよい。

ステップＳ１００９において、提供可能なサービスがある場合（ステップＳ１００９：Ｙｅｓ）は、提供可能なサービスに該当するサービスコンポーネントを選択し（ステップＳ１０１０）、選択したサービスコンポーネントを用いて所定の案内情報を出力する（ステップＳ１０１１）。

ステップＳ１０１１においては、たとえば車両１０１の進行方向前方に設置された信号機２０２の切り替えタイミングに基づいて、「間もなく前方の信号が赤になります。停車準備をしてください。」などのメッセージ画面をディスプレイ４１１に表示したり、同様の音声ガイダンスをスピーカ４１２から出力したりする。

その後、受光面５０１ａ全体が影部６０２で覆われることによって、遮蔽が完了したか否かを判断する（ステップＳ１０１２）。遮蔽が完了していない場合（ステップＳ１０１２：Ｎｏ）はステップＳ１００７へ戻り、完了した場合（ステップＳ１０１２：Ｙｅｓ）は一連の処理を終了する。

上述したように、この発明の実施の形態１によれば、影部６０１を検出可能な程度に光信号の強度が高い（光量が多い）領域内で影部６０２を検出することによって、影部６０２を精度よく検出することができる。そして、影部６０２を精度よく検出することによって、光ビーコン１０２と車両１０１との相対距離を精度よく算出することができる。これによって、既設のインフラ設備の有効活用を図りつつ、光ビーコン１０２と車両１０１との相対距離の算出精度の向上を図ることができる。また、この発明の実施の形態１によれば、影部６０２の検出は、境界位置７０２、影部６０２の大きさ、受光量など、各種の方法によって検出することができる。

また、この発明の実施の形態１によれば、光ビーコン１０２と車両１０１との相対距離を用いて車両１０１の絶対位置座標を算出することにより、算出される車両１０１の絶対位置座標の精度向上を図ることができる。これによって、既設のインフラ設備の有効活用を図りつつ、車両１０１の絶対位置の算出精度の向上を図ることができる。

（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２にかかる受光装置について説明する。この発明の実施の形態２にかかる受光装置は、上述した交差点サービスなどの先進安全サービスに適用可能である。本実施の形態２においては、実施の形態１と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。

図１１はこの発明の実施の形態２にかかる受光装置における受光状況について説明する説明図であり、図１２は受光面における影部の大きさおよび形状について説明する説明図である。図１１において、光信号は、同じ受光装置４０８であっても当該受光装置４０８を搭載する車両１０１に対する光ビーコン１０２の位置によって入射状態が異なる。光信号は、たとえば光ビーコン１０２の位置が車両１０１の進行方向側方（幅方向）であれは、車両１０１と光ビーコン１０２との位置関係に応じて、車両１０１の進行方向前方以外からの受光面５０１ａに入射する場合がある。

図１２において、状態（ａ）は進行方向前方のみから光信号が入射した場合、状態（ｂ）は進行方向側方のみから光信号が入射した場合、の受光面５０１ａにおける受光状態を示している。そして、状態（ｃ）は進行方向前方および側方から光信号が入射した場合の受光面５０１ａにおける受光状態を示している。

たとえば車両１０１の進行方向における位置を特定する場合に状態（ｃ）のように光信号が入射すると、本来検出したい影部１２００を検出することができない。この場合は、受光面５０１ａに対して、進行方向前方および側方の２方向から光信号が入射しているため、符号１２１０で示した領域分だけ光信号を過剰に受光していることとなる。

本実施の形態２の受光装置は、光ビーコン１０２に対する車両１０１の位置に拘らず、車両１０１の進行方向側方（幅方向）から入射する光信号を遮蔽するように、車両１０１の進行方向側方（幅方向）における寸法を調整した遮蔽板５０２を備えている。具体的に、本実施の形態２の受光装置は、車両１０１の進行方向側方（幅方向）における寸法を、幅方向から入射する光信号をすべて遮蔽する程度の長さとした遮蔽板５０２を備えている。本実施の形態２の受光装置については図示を省略する。

上述したように、この発明の実施の形態２によれば、車両１０１の進行方向側方（幅方向）から入射する光信号を遮蔽することにより、光ビーコン１０２と車両１０１との間の車両１０１の前後方向における相対距離を精度よく算出することができる。これによって、既設のインフラ設備の有効活用を図りつつ、光ビーコン１０２と車両１０１との相対距離の算出精度の向上を図ることができる。

なお、図１２（ｃ）において、図中の上２列の素子は進行方向からの光を受光しており、また、図中の右２列の素子は進行方向側方からの光を受光している部分と考えることができる。従って、図中で横一列の素子全てが受光している領域と、横一列に並ぶ素子のうち一部で受光している領域との境界位置を、図１２（ａ）の影部１２００と受光領域との境界位置に相当する位置として検出することも可能である。同様に、図１２（ｃ）の図中で、縦一列の素子全てが受光している領域と、縦一列に並ぶ素子のうち一部で受光している領域との境界位置を、図１２（ｂ）の影部と受光領域との境界位置に相当する位置として検出することも可能である。

（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３にかかる受光装置について説明する。この発明の実施の形態３にかかる受光装置は、上述した交差点サービスなどの先進安全サービスに適用可能である。本実施の形態３においては、実施の形態１または２と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。

図１３は、この発明の実施の形態３にかかる受光装置を示す説明図である。図１３（ａ）は正面図であり、図１３（ｂ）は側面図である。図１３（ａ）において、受光装置１３００は、２つの受光部１３１１，１３１２と、２つの遮蔽板１３２１，１３２２と、を備えている。２つの受光部１３１１，１３１２は、車両１０１の進行方向側方（幅方向）に並べて配置される。いずれの受光部１３１１，１３１２にも、複数の受光素子６０１がアレイ状に配列された受光面１３１１ａ，１３１２ａが形成されている。

受光部１３１１，１３１２は、それぞれ、車両１０１の進行方向に対して右側あるいは左側に配置されるかが決められており、各受光部１３１１，１３１２には配置位置を特定する情報が関連付けられている。受光部１３１１，１３１２は、連続していてもよいし、遮蔽板１３２１，１３２２によって分割されていてもよい。

遮蔽板１３２１，１３２２は、それぞれ、平板形状を有しており、車両１０１の進行方向側方を開放するように傾斜した状態で受光部１３１１，１３１２に取り付けられている。遮蔽板１３２１，１３２２は、それぞれ、車両１０１の進行方向に対して右側あるいは左側を開放する。

遮蔽板１３２１，１３２２は、それぞれ、受光面１３１１ａ，１３１２ａに入射する光信号のうち、車両１０１の進行方向に対して右側あるいは左側から所定の角度以上の角度を持って入射する光信号を遮蔽する。具体的に、受光面１３１１ａと遮蔽板１３２１とがなす角度および受光面１３１２ａと遮蔽板１３２２とがなす角度を角度αとした場合、遮蔽板１３２１，１３２２は、それぞれ、受光面１３１１ａ，１３１２ａに対して角度αよりも大きい角度で入射する光信号を遮蔽する。

遮蔽板１３２１，１３２２は、車両１０１の進行方向における寸法Ｘを調整することによって、進行方向前方から入射する光信号を遮蔽する。寸法Ｘを決定することにより、上述した実施の形態１における遮蔽完了線の受光面１３１１ａ，１３１２ａに対する角度を決定することができる。

つぎに、車両１０１の進行方向側方（車幅方向）における位置評定について説明する。図１４は、車両１０１の車幅方向の位置評定について説明する説明図である。図１４において、車両１０１が光ビーコン１０２に対して右側を走行している場合、光ビーコン１０２が発信した光信号は受光面１３１２ａに入射する。

この場合、車両１０１が光ビーコン１０２に対してどの程度右側に寄って走行しているかに応じて、受光面１３１２ａにおける受光部分１４１０（すなわち影部１４２０）の大きさが異なる。車幅方向における移動可能距離と、受光面１３１２ａにおける受光部１４１０と影部１４２０との境界位置の移動距離と、をあらかじめ関連付けておくことにより、影部１４２０の大きさ（すなわち受光面１３１２ａにおける境界位置）に基づいて、車幅方向における車両１０１の位置を特定することができる。

車両１０１が光ビーコン１０２に対して右側を走行している場合、光信号は受光部１３１１によって遮蔽されて受光面１３１１ａには入射しない。このため、車両１０１が光ビーコン１０２に対して右側を走行している場合は受光面１３１１ａ全体が影部１４２０となる。受光装置１３００は、受光面１３１２ａにおける境界位置に加えて、受光面１３１１ａ全体が影部１４２０となっていることを検出することによって、車両１０１が光ビーコン１０２に対して右側を走行していることを精度よく検出することができる。

また、車両１０１が光ビーコン１０２に対して左側を走行している場合、光ビーコン１０２が発信した光信号は受光面１３１１ａに入射する。この場合も、車両１０１が光ビーコン１０２に対してどの程度左側に寄って走行しているかに応じて、受光面１３１１ａにおける受光部１４１０（すなわち影部１４２０）の大きさが異なる。

そして、この場合も、車幅方向における移動可能距離と、受光面１３１１ａにおける受光部１４１０と影部１４２０との境界位置の移動距離と、をあらかじめ関連付けておくことにより、影部１４２０の大きさ（すなわち受光面１３１１ａにおける境界位置）に基づいて、車幅方向における車両１０１の位置を特定することができる。

車両１０１が光ビーコン１０２に対して左側を走行している場合、光信号は受光部１３１２によって遮蔽されて受光面１３１２ａには入射しない。このため、車両１０１が光ビーコン１０２に対して左側を走行している場合は受光面１３１２ａ全体が影部１４２０となる。受光装置１３００は、受光面１３１１ａにおける境界位置に加えて、受光面１３１２ａ全体が影部１４２０となっていることを検出することによって、車両１０１が光ビーコン１０２に対して右側を走行していることを精度よく検出することができる。

受光装置１３００を用いることにより、光信号がいずれの受光面１３１１ａ，１３１２ａに入射しているか、また入射している受光面１３１１ａ，１３１２ａにおいてどの程度の大きさの影部１４２０が発生しているかに応じて、車両１０１が基準位置に対してどの程度左右に寄って走行しているかを検出することができる。

受光装置１３００は、上述した受光装置４０８と併用し、車幅方向の相対距離は、前後方向における相対距離が所定距離となった時点でおこなうことが好ましい。これによって、光ビーコン１０２と車両１０１との間の車両１０１の前後方向成分に関する相対距離と、車幅方向における相対距離と、をそれぞれ精度よく算出することができるので、既設のインフラ設備の有効活用を図りつつ、光ビーコン１０２と車両１０１との相対距離の算出精度の向上を図ることができる。

（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４にかかる受光装置について説明する。この発明の実施の形態４にかかる受光装置は、上述した交差点サービスなどの先進安全サービスに適用可能である。本実施の形態４においては、実施の形態１、２または３と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。

図１５は、この発明の実施の形態４にかかる受光装置を示す説明図である。図１５（ａ）は側面図であり、図１５（ｂ）は背面図である。図１５（ａ）において、受光装置１５００は、受光部１５０１と、遮蔽部材１５０２と、を備えている。受光部１５０１は、複数の受光素子がアレイ状に配列された受光面１５０１ａを備えており、各受光素子には配置位置を特定する情報が関連付けられている。

遮蔽部材１５０２は、平板形状の遮蔽板１５０２ａと、受光部１５０１に対して遮蔽板１５０２ａを位置決めする位置決め部材１５０２ｂと、を備えている。遮蔽板１５０２ａは、車両１０１の進行方向後方を開放するように傾斜した状態で受光部１５０１に取り付けられている。

遮蔽板１５０２ａは、受光部１５０１に入射する光信号のうち、車両１０１の進行方向前方から入射する光を遮蔽し、車両１０１の進行方向に対して右側あるいは左側から所定の角度以上の角度を持って入射する光信号を遮蔽する。具体的に、受光面１５０１ａと遮蔽板１５０２ａとがなす角度を角度αとした場合、遮蔽板１５０２ａは、受光面１５０１ａに対して角度αよりも大きい角度で入射する光信号を遮蔽する。

また、遮蔽板１５０２ａは、車幅方向における寸法Ｘを決定することによって、車両１０１の進行方向に対して右側あるいは左側から入射する光信号のうち、遮蔽板１５０２ａによって遮蔽する光信号の受光面１５０１ａに対する入射角度を決定することができる。

つぎに、車両１０１の進行方向側方（車幅方向）における位置評定について説明する。図１６は、車両１０１の車幅方向の位置評定について説明する説明図である。図１６において、受光装置１５００は、受光面１５０１ａにおける受光部１６１０および影部１６２０の位置、および、受光部１６１０と影部１６２０との境界位置に応じて、車両１０１が光ビーコン１０２に対してどの程度右あるいは左側に寄って走行しているか、すなわち車幅方向における車両１０１の位置を特定することができる。

上述したように、この発明の実施の形態４によれば、簡易な構成によって車両１０１の進行方向前方から入射する光信号を遮蔽し、車両１０１の車幅方向における光ビーコン１０２と車両１０１との相対距離を精度よく算出することができる。これによって、受光装置１５００の大型化を抑制しつつ、車両１０１の車幅方向において光ビーコン１０２に対して車両１０１がどの程度側方に寄って走行しているか、すなわち車幅方向における車両１０１の位置を精度よく特定することができる。

この発明の実施の形態４においても、上述した実施の形態３と同様に、受光装置１５００を受光装置４０８と併用し、前後方向における相対距離が所定距離となった時点で車幅方向の相対距離をおこなうことが好ましい。これによって、光ビーコン１０２と車両１０１との間の車両１０１の前後方向成分に関する相対距離と、車幅方向における相対距離と、をそれぞれ精度よく算出することができるので、既設のインフラ設備の有効活用を図りつつ、光ビーコン１０２と車両１０１との相対距離の算出精度の向上を図ることができる。

上述した各種の実施の形態においては、遮蔽板５０２は板状の形状として説明したが、これに限るものではない。たとえば、受光面の中心に長さおよび直径が既知である棒状部材を取り付け、受光面上における影部の位置および形状を特定することによって、光ビーコン１０２と受光装置との相対的な位置関係および距離を算出することも可能である。この場合には、棒状部材によってできる影の先端部が受光面５０１ａ上で検出できた時点が、上述の遮蔽開始位置に相当することになる。また、棒状部材によってできる影が棒状部材位置に重なる（影が無くなる）時点が、棒状部材が光ビーコン１０２の直下位置に相当することになる。

また、遮蔽板５０２のかわりに、遮蔽板５０２の先端部と同じ位置に紐状の部材を配置してもよい。この場合、該紐状の部材によりできる影を受光面５０１ａ上で検出すれば、図７−１（ｃ）に示す受光部と影部との境界位置（もしくは図１２（ｃ）に示す受光部と影部との境界位置）を検出するのと同じことになる。

以上説明したように、本実施の形態１〜４によれば、既設のインフラ設備の有効活用を図りつつ、車両の位置検出精度の向上を図ることができる。

なお、本実施の形態で説明した距離算出方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。

（付記１）移動体に設けられ、路側に設置された通信機器からの光信号を受光する受光装置であって、
前記光信号を受光する受光面を有し、前記光信号を電気信号に変換する受光部と、
前記移動体の移動により、前記受光面に対する前記光信号の入射角度が所定の入射角度以上になった場合に当該光信号を遮蔽する遮蔽部と、を備え、
前記受光面のうち前記遮蔽部によって遮蔽されなかった領域からの電気信号を出力することを特徴とする受光装置。

（付記２）前記遮蔽部は、前記通信機器と前記移動体との間の前記移動体の前後方向における位置関係により、前記入射角度が前記所定の入射角度以上になった前記光信号を遮蔽し、
前記受光面のうち前記遮蔽部により遮蔽されなかった領域からの電気信号を、前記前後方向成分に関する情報として出力することを特徴とする付記１に記載の受光装置。

（付記３）前記遮蔽部は、前記通信機器と前記移動体との間の前記移動体の左右方向における位置関係により、前記入射角度が前記所定の入射角度以上になった前記光信号を遮蔽し、
前記受光面のうち前記遮蔽部により遮蔽されなかった領域からの電気信号を、前記左右方向成分に関する情報として出力することを特徴とする付記１に記載の受光装置。

（付記４）付記１〜３のいずれか一つに記載の受光装置を備え、路側に設置された通信機器と移動体との相対距離を算出する距離算出装置であって、
前記受光装置が出力した電気信号を受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された電気信号に基づいて、前記受光装置が備える受光面のうち前記受光装置が備える遮蔽部によって遮蔽された遮蔽領域を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された遮蔽領域に基づいて、前記相対距離を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された算出結果を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする距離算出装置。

（付記５）前記算出手段は、前記遮蔽領域の境界位置に基づいて、前記相対距離を算出することを特徴とする付記４に記載の距離算出装置。

（付記６）前記算出手段は、前記遮蔽領域の面積に基づいて、前記相対距離を検出することを特徴とする付記４に記載の距離算出装置。

（付記７）前記検出手段は、前記遮蔽領域における受光量に基づいて、前記相対距離を検出することを特徴とする付記５に記載の距離算出装置。

（付記８）前記通信機器が設置された絶対位置に関する情報を取得する取得手段を備え、
前記算出手段は、前記取得手段が取得した情報に基づいて前記移動体の絶対位置を算出することを特徴とする付記４〜７のいずれか一つに記載の距離算出装置。

（付記９）前記算出手段は、前記通信機器が設置された絶対位置に関する情報に基づいて、前記受光面全体が前記遮蔽領域となる位置座標を算出することを特徴とする付記４に記載の距離算出装置。

（付記１０）付記１〜３のいずれか一つに記載の受光装置を備え、路側に設置された通信機器と移動体との相対距離を算出する距離算出プログラムであって、
前記受光装置が出力した電気信号を受信させる受信工程と、
前記受信工程において受信された電気信号に基づいて、前記受光装置が備える受光面のうち遮蔽部によって遮蔽された遮蔽領域を検出させる検出工程と、
前記検出工程において検出された遮蔽領域に基づいて、前記相対距離を算出させる算出工程と、
前記算出工程において算出された算出結果を出力させる出力工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする距離算出プログラム。

（付記１１）付記１０に記載の距離算出プログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な記録媒体。

（付記１２）付記１〜３のいずれか一つに記載の受光装置を用いて、路側に設置された通信機器と移動体との相対距離を算出する距離算出方法であって、
前記受光装置が出力した電気信号を受信する受信工程と、
前記受信工程において受信された電気信号に基づいて、前記受光装置が備える受光面のうち遮蔽部によって遮蔽された遮蔽領域を検出する検出工程と、
前記検出工程において検出された遮蔽領域に基づいて、前記相対距離を算出する算出工程と、
前記算出工程において算出された算出結果を出力する出力工程と、
を含むことを特徴とする距離算出方法。

以上のように、本発明にかかる受光装置、距離算出装置、距離算出プログラム、記録媒体および距離算出方法は、通信機器などが発信した光信号を受光する受光装置、この受光装置を用いて移動体の位置を算出する距離算出装置、距離算出プログラム、記録媒体および距離算出方法に有用であり、特に、光ビーコンが発信する光信号を受光する受光装置、この受光装置を用いて車両の位置を検出する距離算出装置、距離算出プログラム、記録媒体および距離算出方法に適している。

この発明の実施の形態１にかかる位置標定システムの概要を示す説明図である。 この発明の実施の形態１にかかる交差点サービスシステムのシステム構成を示す説明図である。 車両システムが実現する機能を概略的に示す説明図である。 車両システムのハードウェア構成を概略的に示すブロック図である。 受光装置を示す説明図である。 影部の位置の検出方法について説明する説明図である。 影部の大きさの検出方法について説明する説明図である。 受光量の検出方法について説明する説明図である。 入射角度と遮蔽板との関係について説明する説明図（その１）である。 光ビーコンと車両との位置関係について説明する説明図（その１）である。 入射角度と遮蔽板との関係について説明する説明図（その２）である。 光ビーコンと車両との位置関係について説明する説明図（その２）である。 交差点サービスシステムの機能的構成を示すブロック図である。 車両システムが実行する処理手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２にかかる受光装置における受光状況について説明する説明図である。 受光面における影部の大きさおよび形状について説明する説明図である。 この発明の実施の形態３にかかる受光装置を示す説明図である。 車両の車幅方向の位置評定について説明する説明図である。 この発明の実施の形態４にかかる受光装置を示す説明図である。 車両の車幅方向の位置評定について説明する説明図である。

符号の説明

４０８ 受光装置
５０１ 受光部
５０１ａ 受光面
５０２ 遮蔽板
９０３ 投受光器
９０４ データ通信機能部
９０５ 受信データ処理機能部
９０６ 影部検出機能部
９０７ 自律測位機能部
９０８ 位置情報算出機能部
９０９ 車両位置補正機能部

Claims (6)

1. 移動体に設けられ、路側に設置された通信機器からの通信機器の設置位置情報を含む光信号を受光し、受光した光信号に基づいて電気信号を出力する受光装置を備え、路側に設置された通信機器と前記移動体との相対距離を算出する距離算出装置であって、
   前記受光装置が出力した電気信号を受信する受信部と、
   前記移動体の移動により、前記受光装置が備える受光面に対する前記光信号の入射角度が所定の入射角度以上になった場合に当該光信号を遮蔽する遮蔽部と、
   前記受信部によって受信された電気信号に基づいて、前記受光面のうち前記遮蔽部によって遮蔽された遮蔽領域を検出する検出部と、
   前記検出部によって検出された遮蔽領域に基づいて、前記通信機器と前記移動体の相対距離を算出する算出部と、
   を備えることを特徴とする距離算出装置。
2. 前記算出部は、前記検出部が検出した受光面の遮蔽領域が遮蔽完了となった位置に基づいて前記移動体の絶対位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の距離算出装置。
3. 前記検出部が検出した受光面の遮蔽領域が、路側に設置された通信機器と前記受光装置の距離が最も近い場所で遮蔽完了となることを特徴とする請求項１または２に記載の距離算出装置。
4. 移動体に設けられ、路側に設置された通信機器からの通信機器の設置位置情報を含む光信号を受光し、受光した光信号に基づいて電気信号を出力する受光装置を用いて、路側に設置された通信機器と前記移動体との相対距離を算出する距離算出方法であって、
   前記受光装置が出力した電気信号を受信する受信工程と、
   前記受信工程において受信された電気信号に基づいて、前記移動体の移動により、前記受光装置が備える受光面のうち、当該受光面に対する前記光信号の入射角度が所定の入射角度以上になった場合に当該光信号を遮蔽する遮蔽部によって遮蔽された遮蔽領域を検出する検出工程と、
   前記検出工程において検出された遮蔽領域に基づいて、前記通信機器と前記移動体の相対距離を算出する算出工程と、
   を含むことを特徴とする距離算出方法。
5. 前記算出工程は、前記検出工程において検出された受光面の遮蔽領域が遮蔽完了となった位置に基づいて前記移動体の絶対位置を算出することを特徴とする請求項４に記載の距離算出方法。
6. 前記検出工程において検出された受光面の遮蔽領域が、前記通信機器と前記受光装置の距離が最も近い場所で遮蔽完了となることを特徴とする請求項４または５に記載の距離算出方法。

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