JP5115357B2

JP5115357B2 - 車両位置情報取得装置

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Publication number: JP5115357B2
Application number: JP2008163583A
Authority: JP
Inventors: 智之土井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2028-06-23
Also published as: JP2010003246A

Description

本発明は、複数の車両間の相対位置関係を取得する車両位置情報取得装置に関する。

衝突防止装置、車間距離制御装置などの運転支援装置あるいは自動運転装置において他車両との関係において適切な制御を行うためには、自車両と他車両との高精度な相対位置関係を得ることが重要となる。特許文献１に記載のシステムでは、複数の移動体間の接触を回避するために、各移動体において自身の絶対位置を高精度に検出して基地局に送信し、基地局において各移動体に他の移動体の情報（位置、速度、進行方向など）を送信し、各移動体において他の移動体との接触の危険性を判断する。
特開平１１−３４９９号公報

車両間の衝突の可能性を判断するためには、車両間の相対位置関係を高精度に把握する必要がある。したがって、上記システムでは、高精度な絶対位置を検出するために高精度なＧＰＳ[Global Positioning System]（リアルタイムキネマティクス測位方式のＧＰＳなど）を用いる必要があり、接触の危険性を判断する際に移動体間の位置関係を比較するために各移動体で共通の座標系を持つ高精度な地図も必要となる。このような高精度なＧＰＳや地図を用いなければならない場合、高コストとなるので、一部の車両にしか装備できない虞がある。その結果、システム全体として、車両間の相対位置の精度が低下する。

そこで、本発明は、一般的な測位方式のＧＰＳを用いた場合でも車両間の高精度な相対位置関係を取得することができる車両位置情報取得装置を提供することを課題とする。

本発明に係る車両位置情報取得装置は、複数の車両間の相対位置関係を取得する車両位置情報取得装置であって、ＧＰＳを利用して複数の車両の絶対位置をそれぞれ検出する絶対位置検出手段と、絶対位置検出手段でそれぞれ検出した複数の車両の絶対位置に基づいて、当該複数の車両間の相対位置関係を取得する相対位置関係取得手段とを備え、絶対位置検出手段では、複数の車両において共通して受信可能なＧＰＳ衛星群からの各情報に基づいて車両の絶対位置を検出し、複数の車両の中からＧＰＳの単独測位でＤＯＰが最も小さい車両を選択し、当該選択した車両の最も精度の高い単独測位での絶対位置を基準として、相対位置関係取得手段で取得した相対位置関係を平行移動し、複数の車両の絶対位置を修正することを特徴とする。

この車両位置情報取得装置では、複数の車両において共通して受信可能なＧＰＳ衛星群（少なくとも絶対位置を求めるために必要最低限の個数のＧＰＳ衛星）からの各情報を用いて、絶対位置検出手段により各車両の絶対位置をそれぞれ検出する。共通するＧＰＳ衛星群で絶対位置測位を行った場合、誤差要因が共通となり、各測位位置（車両位置）においてほぼ一様の誤差の影響を受ける。したがって、各測位位置でそれぞれ求められる絶対位置には、同様の誤差が含まれることになる。そのため、その同様の誤差を含む複数の絶対位置から相対位置を求めた場合、誤差が相殺され、その複数の測位位置間の相対位置は高精度となる。そこで、車両位置情報取得装置では、相対位置関係取得手段により、共通のＧＰＳ衛星群の各情報に基づいてそれぞれ検出された複数の車両の絶対位置に基づいて、その複数の車両間の相対位置関係を取得する。このように、車両位置情報取得装置では、共通して受信可能なＧＰＳ衛星群の各情報に基づいてそれぞれ求められた複数の車両の各絶対位置からその車両間の相対位置関係を求めることにより、一般的な測位方式のＧＰＳを用いた場合でも車両間の高精度な相対位置関係を得ることができる。

本発明の上記車両位置情報取得装置では、複数の車両において共通して受信可能なＧＰＳ衛星群からの各情報に基づいて相対位置関係を取得した車両群が複数存在する場合、相対位置関係取得手段では、当該複数の車両群の全ての車両群に属する車両を基準として、当該複数の車両群に属する車両間の相対位置関係を取得する構成としてもよい。

この車両位置情報取得装置では、共通して受信可能なＧＰＳ衛星群からの各情報に基づいて相対位置関係を取得している車両群が複数存在する場合、相対位置関係取得手段により、その複数の車両群に共通して含まれる車両を特定し、その特定した車両を基準として複数の車両群の各相対位置関係を統合し、複数の車両群に含まれる全ての車両間の相対位置関係を求める。このように、車両位置情報取得装置では、高精度な相対位置関係が得られている車両群が複数存在する場合には共通する車両を基準にして相対位置関係を統合することにより、より広範囲の車両間の高精度な相対位置関係を得ることができる。

本発明は、共通して受信可能なＧＰＳ衛星群の各情報を用いて車両間の相対位置関係を求めることにより、車両間の高精度な相対位置関係を得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明に係る車両位置情報取得装置の実施の形態を説明する。

本実施の形態では、本発明に係る車両位置情報取得装置を、車両に搭載される車両位置情報取得装置に適用する。本実施の形態に係る車両位置情報取得装置は、一般的な測位方式のＧＰＳを利用して絶対位置を測位し、絶対位置から自車両と他車両間の相対位置関係を取得し、その相対位置関係を運転支援装置などに提供する。

なお、本実施の形態に係る車両位置情報取得装置は、相対位置関係を構成する各車両にそれぞれ搭載される車両位置情報取得装置の中でホストとなる装置であり、通常の車両位置情報取得装置で行う処理以外にホスト特有の処理も行う。どの車両位置情報取得装置（車両）をホストにするかは、例えば、車両間の通信でその都度決めてもよいし、予め決められた車両で行ってもよいし、予め決められたルールに従って選択されてもよい。

図１〜図８を参照して、本実施の形態に係る車両位置情報取得装置１について説明する。図１は、本実施の形態に係る車両位置情報取得装置の構成図である。図２は、ＧＰＳ測位の誤差要因を示す表である。図３は、各車両で受信可能なＧＰＳ衛星の一例である。図４は、共通するＧＰＳ衛星群を受信可能な車両群の一例である。図５は、図４の車両群の絶対位置関係と共通するＧＰＳ衛星群によって求められた相対位置関係を示す図である。図６は、共通するＧＰＳ衛星群をそれぞれ受信可能な２つの車両群の一例である。図７は、図６の２つの車両群の絶対位置関係と共通するＧＰＳ衛星群によって求められた相対位置関係を示す図である。図８は、図６の２つの車両群の全体の相対位置関係を示す図である。

車両位置情報取得装置１は、高精度な相対位置関係を得るために、自車両と相手の他車両（１台又は複数台）で共通して受信可能なＧＰＳ衛星群の情報に基づいて求められた各絶対位置から相対位置関係を求める。さらに、車両位置情報取得装置１では、より広範囲な車両間の相対位置関係を得るために、共通のＧＰＳ衛星群の情報に基づく高精度な相対位置関係を複数統合して広範囲で多数の車両間の相対位置関係を求める。そのために、車両位置情報取得装置１は、ＧＰＳ受信機１０、車車間通信機１１及びＥＣＵ[Electronic Control Unit]２０を備えている。

なお、本実施の形態では、ＧＰＳ受信機１０及びＥＣＵ２０での処理が特許請求の範囲に記載する絶対位置検出手段に相当し、ＥＣＵ２０での処理が特許請求の範囲に記載する相対位置関係取得手段に相当する。

ＧＰＳ受信機１０は、ＧＰＳアンテナなどを備えており、ＧＰＳ衛星からの信号を受信するための受信機である、ＧＰＳ受信機１０では、ＧＰＳアンテナで各ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する。そして、ＧＰＳ受信機１０では、ＧＰＳ信号を復調し、その復調した衛星情報（例えば、ＧＰＳ衛星の番号、時刻情報、軌道情報、電離層や対流圏による遅延情報）をＥＣＵ２０に出力する。

図２には、ＧＰＳ測位の主な誤差要因を示しており、誤差源としてはＧＰＳ衛星の時計誤差、ＧＰＳ衛星の軌道誤差、ＧＰＳ衛星の配置、電離層による遅延誤差、対流圏による遅延誤差、車両の周辺環境（マルチパス等）、ＧＰＳ受信機でのノイズがある。ＧＰＳ衛星の時計誤差の場合、単独測位での影響としては１ｍ程度であり、同じＧＰＳ衛星の情報を用いて測位を行うなら各車両における測位値への影響が同じである。ＧＰＳ衛星の軌道誤差の場合、単独測位での影響としては１０ｍ程度であり、同じＧＰＳ衛星の情報を用いて測位を行うなら各車両における測位値への影響が同じである。ＧＰＳ衛星の配置の場合、単独測位での影響としては相対位置関係によって変わり、ＧＰＳ衛星群の相対位置関係によって測位値への影響が変わる。電離層による遅延誤差の場合、単独測位での影響としては１０ｍ程度であり、限られた地理的範囲内なら影響がほぼ同じである。対流圏による遅延誤差の場合、単独測位での影響としては２．５ｍ程度であり、限られた地理的範囲内なら影響がほぼ同じである。周辺環境の場合、単独測位での影響としては０．５ｍ以上であり、車両周辺（測位位置）の環境によって測位値への影響が変わる。ＧＰＳ受信機でのノイズの場合、単独測位での影響としては０．４ｍ以上であり、ＧＰＳ受信機の性能によって測位値への影響が変わる。

この誤差要因の中でＧＰＳ衛星の時計誤差、ＧＰＳ衛星の軌道誤差、ＧＰＳ衛星の配置、電離層による遅延誤差、対流圏による遅延誤差については、所定範囲内に含まれる各車両（各測位位置）では誤差要因が共通になり、この各車両ではほぼ一様な誤差の影響を受ける。所定範囲としては、例えば、電離層や対流圏の場合には数ｋｍ〜１０ｋｍ程度の範囲内なら同様の影響を受ける範囲である。したがって、この所定範囲内の複数の車両において４個以上の同じＧＰＳ衛星群からの各衛星情報を用いて絶対位置をそれぞれ求めた場合、同様の誤差を含んだ絶対位置がそれぞれ求められるので、その各絶対位置から導かれる複数の車両間の相対位置関係は、誤差が相殺されて精度の高いものとなる。

車車間通信機１１は、通信アンテナなどを備えており、車両同士で通信するための無線通信機である。車車間通信機１１では、通信アンテナで所定距離以内に存在する他車両に対して自車両からの車車間信号を送信するとともに、所定距離以内に存在する他車両からの車車間信号を受信する。車車間通信機１１では、ＥＣＵ２０から入力した各種情報を変調し、その変調した車車間信号を通信アンテナに出力する。また、車車間通信機１１では、通信アンテナで受信した他車両からの車車間信号を復調し、その復調した他車両の情報をＥＣＵ２０に出力する。

ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ[CentralProcessing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]などからなる電子制御ユニットであり、車両位置情報取得装置１を統括制御する。ＥＣＵ２０では、一定時間毎に、ＧＰＳ受信機１０、車車間通信機１１からの各情報を受信する。そして、ＥＣＵ２０では、一定時間毎に、相対位置関係特定処理、相対位置関係統合処理などを行う。さらに、ＥＣＵ２０では、他車両との相対位置関係を特定できた場合、他車両との相対位置関係を必要とする運転支援装置などに相対位置関係を送信する。

相対位置関係特定処理について説明する。上記したように、複数の車両において共通するＧＰＳ衛星からの衛星情報を用いて絶対位置をそれぞれ求めた場合、その複数の車両間の相対位置関係を精度良く求めることができる。そこで、相対位置関係が必要となる相手の他車両を特定し、その他車両と自車両で共通して受信可能なＧＰＳ衛星を選択し、その共通のＧＰＳ衛星群の衛星情報を用いて絶対位置をそれぞれ求め、さらに、その絶対位置から相対位置を求める。

まず、ＥＣＵ２０では、車車間通信を利用して、周辺の他車両毎に、各他車両で受信可能なＧＰＳ衛星の番号を取得する。ちなみに、ホスト以外の車両の通常の車両位置情報取得装置では、車車間通信によって、受信可能なＧＰＳ衛星の番号を周辺の車両に通知している。

ＥＣＵ２０では、周辺の他車両の中から相対位置関係を必要とする相手の他車両を選択する。この選択方法としては、例えば、相対位置関係の情報を提供する先の運転支援装置などでの要求に基づいて、自車両の走行に対して関連の最も強い１台程度（複数台でもよい）を選択する。さらに、ＥＣＵ２０では、自車両で受信可能なＧＰＳ衛星の番号と相手の他車両で受信可能なＧＰＳ衛星の番号に基づいて、共通の番号を探索し、自車両と相手の他車両で共通して受信可能なＧＰＳ衛星を選択する。なお、共通するＧＰＳ衛星が多数存在し、その中から計算に用いる４個以上のＧＰＳ衛星を選択する場合、各ＧＰＳ衛星の誤差分布を参照し、道路の長さ方向に沿って誤差の少ないＧＰＳ衛星を選択するとよい。

図３に示す例の場合、自車両ＭＶでは５個のＧＰＳ衛星Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６が受信可能であり、相対位置関係が必要となる相手の他車両ＯＶでは５個のＧＰＳ衛星Ｇ１，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６が受信可能である。したがって、自車両ＭＶと他車両ＯＶで共通して受信可能なＧＰＳ衛星として、４個のＧＰＳ衛星Ｇ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６が選択される。この４個のＧＰＳ衛星Ｇ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６からの各電波は、符号Ａで示す同様の影響を及ぼす電離層や対流圏を通過して、自車両ＭＶや他車両ＯＶに到達する。

共通するＧＰＳ衛星が４個以上ある場合、ＥＣＵ２０では、車車間通信を利用して、その共通するＧＰＳ衛星の各番号を相手の他車両に通知する。そして、ＥＣＵ２０では、車車間通信を利用して、相手の他車両において共通するＧＰＳ衛星の各衛星情報に基づいて計算された絶対位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ（高度），ｔ（時刻））を相手の他車両から取得する。ちなみに、ホスト以外の車両の通常の車両位置情報取得装置では、車車間通信によってホストの車両から共通するＧＰＳ衛星群の番号を取得すると、そのＧＰＳ衛星群の各衛星情報に基づいて絶対位置を計算し、車車間通信によってその計算した絶対位置の情報をホストの車両などに通知している。

また、ＥＣＵ２０でも、共通するＧＰＳ衛星の各衛星情報に基づいて自車両の絶対位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ，ｔ）を計算する。そして、ＥＣＵ２０でも、車車間通信を利用して、この自車両の絶対位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ，ｔ）を相手の他車両に通知する。この４個以上のＧＰＳ衛星の各衛星情報を用いた絶対位置の計算方法については、従来の一般的な方法を適用する。

そして、ＥＣＵ２０では、相手の他車両毎に、自車両の絶対位置と相手の他車両の絶対位置との差分により、自車両からの相手の他車両の相対位置（方向、距離）を計算する。ちなみに、ホスト以外の車両の通常の車両位置情報取得装置でも、同様の計算により、その車両からの他車両の相対位置（方向、距離）を計算する。これによって、自車両を含む複数台の車両群において、その車両間の相対位置関係が各車両で得られることになる。

さらに、絶対位置の精度も必要な場合、ＥＣＵ２０では、自車両及び相手の他車両の中でＧＰＳの単独測位でＤＯＰ[Dilution Of Precision]（精度低下率）が最も小さい車両を選択する。そして、ＥＣＵ２０では、その選択した車両の最も精度の高い単独測位での絶対位置を基準として、求められている相対位置関係を平行移動し、自車両の絶対位置及び他車両の絶対位置を修正する。ＤＯＰは、絶対位置の計算に用いるＧＰＳ衛星の数が多いほど、絶対位置の計算に用いるＧＰＳ衛星の高度が高いほど、値が小さくなる。ＤＯＰは、各車両で計算され、車車間通信を利用して各車両から得られる。ちなみに、ホスト以外の車両の通常の車両位置情報取得装置でも、絶対位置の精度も必要な場合、同様の処理を行う。あるいは、ホストとなる車両位置情報取得装置１から車車間通信によって情報を取得する。

図４に示す例の場合、ＧＰＳ衛星群Ａの各衛星情報に基づいて、３台の車両Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の絶対位置をそれぞれ求め、その絶対位置から３台の車両Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３間の相対位置関係を求める。図５には、その３台の車両Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の真の絶対位置Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３とＧＰＳ衛星群Ａの各衛星情報に基づいて求められた絶対位置Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が示されている。絶対位置Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、ＧＰＳ衛星群Ａを用いた場合の誤差の影響を受けて真の絶対位置Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３から離れているが、真の絶対位置Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３で形成される真の相対位置関係と同様の相対位置関係を形成する。

相対位置関係統合処理について説明する。グローバルな交通環境を考えた場合、同一のＧＰＳ衛星群を共通して受信可能な車両は限定される。その場合、上記の相対位置関係特定処理によって高精度な相対位置関係が得られた車両群が複数存在することになるが、この複数の車両群間ではＧＰＳ衛星群による誤差要因が共通していないので、複数の車両群全体での相対位置関係の精度を確保できない。そこで、複数の車両群の中に共通して含まれる車両の位置を基準にして、各車両群の相対位置関係（各車両群に含まれる絶対位置）を修正し、複数の相対位置関係を統合する。

複数の車両群で共通する車両の位置の決定方法としては、例えば、複数の車両群の全車両の中で単独測位でのＤＯＰが最小となる車両を選択し、その選択した車両の単独測位での絶対位置を基準として、その選択した車両を含む車両群の相対位置関係を平行移動し、共通する車両の絶対位置の決定する方法、共通する車両において受信可能な全てのＧＰＳ衛星の各衛星情報を用いて絶対位置を計算する方法がある。

まず、ＥＣＵ２０では、車車間通信を利用して、周辺の他車両から、共通するＧＰＳ衛星群から求められた各車両群についての相対位置情報及び各車両についての情報を取得する。相対位置情報としては、車両間の方位と距離などである。各車両の情報としては、共通するＧＰＳ衛星群から求められた絶対位置情報、受信可能な全てのＧＰＳ衛星群から求められた絶対位置情報、単独測位でのＤＯＰなどである。ちなみに、ホスト以外の車両の通常の車両位置情報取得装置では、車車間通信によって自身が属する車両群についての相対位置情報及び自身の車両についての情報を周辺の車両に通知している。

ＥＣＵ２０では、収集できた複数のＧＰＳ衛星群にそれぞれ対応する車両群に含まれる全ての車両の中から、全ての車両群に共通して含まれる車両を選択する。全ての車両群に共通して含まれる車両が存在しない場合、相対位置関係の統合はできないので、処理を終了する。

ＥＣＵ２０では、収集できた複数のＧＰＳ衛星群にそれぞれ対応する車両群に含まれる全ての車両の中から、単独測位でのＤＯＰが最も小さい車両を選択する。そして、ＥＣＵ２０では、その選択した車両の単独測位での絶対位置を基準として、その選択した車両が属する車両群の相対位置関係を平行移動し、全ての車両群に共通して含まれる車両の絶対位置を修正する。さらに、ＥＣＵ２０では、その共通して含まれる車両の修正した絶対位置を基準にして、全ての車両群の相対位置関係をそれぞれ平行移動し、全ての車両の絶対位置を修正する。そして、ＥＣＵ２０でも、車車間通信を利用して、この全ての車両についての絶対位置情報（すなわち、全ての車両間の相対位置情報）を各車両に通知する。

図６に示す例の場合、ＧＰＳ衛星群Ａの各衛星情報に基づいて３台の車両Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３間の高精度な相対位置関係を求められ、ＧＰＳ衛星群Ｂの各衛星情報に基づいて３台の車両Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５間の高精度な相対位置関係を求められる。この例の場合、車両群Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３と車両群Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５の中では、車両Ｖ３が両方の車両群に含まれている。

図７には、３台の車両Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の真の絶対位置Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３とＧＰＳ衛星群Ａの各衛星情報に基づいて求められた絶対位置ＲＡ１，ＲＡ２，ＲＡ３が示されている。また、３台の車両Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５の真の絶対位置Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５とＧＰＳ衛星群Ｂの各衛星情報に基づいて求められた絶対位置ＲＢ３，ＲＢ４，ＲＢ５が示されている。

図８には、ＧＰＳ衛星群Ａの各衛星情報に基づいて求められた絶対位置ＲＡ１，ＲＡ２，ＲＡ３からなる相対位置関係ＳＡとＧＰＳ衛星群Ｂの各衛星情報に基づいて求められた絶対位置ＲＢ３，ＲＢ４，ＲＢ５からなる相対位置関係ＳＢとを統合した相対位置関係Ｓを示している。２つの車両群で共通する車両Ｖ３の絶対位置が所定の方法によって決定すると、この絶対位置Ｒ３を基準として、絶対位置ＲＡ１，ＲＡ２，ＲＡ３からなる相対位置関係ＳＡを平行移動して絶対位置Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を求めるとともに、絶対位置ＲＢ３，ＲＢ４，ＲＢ５からなる相対位置関係ＳＢを平行移動して絶対位置Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を求める。これによって、絶対位置Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は、真の絶対位置Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５から離れているが、真の絶対位置Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５で形成される真の相対位置関係と同様の相対位置関係Ｓを形成する。

図１を参照して、車両位置情報取得装置１における動作について説明する。特に、ＥＣＵ２０における相対位置関係特定処理について図９のフローチャートに沿って説明し、相対位置関係統合処理については図１０のフローチャートに沿って説明する。図９は、図１のＥＣＵにおける相対位置関係特定処理の流れを示すフローチャートである。図１０は、図１のＥＣＵにおける相対位置関係統合処理の流れを示すフローチャートである。

ＧＰＳ受信機１０では、ＧＰＳアンテナで各ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し、その受信した衛星情報をＥＣＵ２０に出力する。車車間通信機１１では、一定時間毎に、通信アンテナで自車両の周辺の他車両から各種情報を受信し、その受信した各情報をＥＣＵ２０に出力する。また、車車間通信機１１では、ＥＣＵ２０からの各種情報を入力し、通信アンテナでその各種情報を周辺の他車両に送信する。

ＥＣＵ２０では、以下の処理を一定時間毎に繰り返し行っている。まず、ＥＣＵ２０では、車車間通信機１１からの情報により、周辺の他車両で受信可能なＧＰＳ衛星の番号を取得する（Ｓ１０）。

ＥＣＵ２０では、運転支援装置などからの要求に基づいて、周辺の他車両の中から相対位置関係を必要とする相手の他車両（１台又は複数台）を決定する（Ｓ１１）。そして、ＥＣＵ２０では、その決定した相手の他車両と自車両でそれぞれ受信可能なＧＰＳ衛星の番号に基づいて、相手の他車両と自車両において共通して受信可能なＧＰＳ衛星を選択する（Ｓ１２）。さらに、ＥＣＵ２０では、共通して受信可能なＧＰＳ衛星が４個以上か否かを判定する（Ｓ１３）。Ｓ１３にて４個未満と判定した場合、共通するＧＰＳ衛星群で絶対位置を計算することができないので、ＥＣＵ２０では、今回の相対位置関係特定処理を終了する。

Ｓ１３にて４個以上と判定した場合、ＥＣＵ２０では、相手の他車両に対して共通して受信可能なＧＰＳ衛星の番号を通知するために、車車間通信機１１にその４個以上のＧＰＳ衛星の各番号を出力する（Ｓ１４）。車車間通信機１１では、その相手の他車両を識別できる情報とともにその共通して受信可能なＧＰＳ衛星の各番号を送信する。なお、車車間通信を行う場合、各車両を識別するために、各車両の識別番号も送受信している。

また、ＥＣＵ２０では、共通するＧＰＳ衛星の各衛星情報に基づいて、自車両の絶対位置を計算する（Ｓ１５）。そして、ＥＣＵ２０では、相手の他車両に対して自車両の絶対位置を通知するために、車車間通信機１１にその計算した自車両の絶対位置を出力する（Ｓ１６）。車車間通信機１１では、その相手の他車両を識別できる情報とともにその自車両の絶対位置を送信する。また、ＥＣＵ２０では、車車間通信機１１からの情報により、相手の他車両の絶対位置を取得する（Ｓ１７）。そして、ＥＣＵ２０では、相手の他車両毎に、自車両の絶対位置と他車両の絶対位置から他車両の相対位置（方向、距離）を計算する（Ｓ１８）。

さらに、ＥＣＵ２０では、運転支援装置などからの要求に基づいて、絶対位置の精度も必要か否かを判定する（Ｓ１９）。Ｓ１９にて絶対位置の精度は必要ないと判定した場合、ＥＣＵ２０では、今回の相対位置関係特定処理を終了する。

Ｓ１９にて絶対位置の精度も必要と判定した場合、ＥＣＵ２０では、相対位置関係を求めた全ての車両の中から単独測位でのＤＯＰが最小の車両を選択し、その車両の単独測位での絶対位置を基準として、相対位置関係を平行移動し、自車両の絶対位置及び他車両の絶対位置を修正し、今回の相対位置関係特定処理を終了する（Ｓ２０）。

自車両を含む車両群の相対位置関係を特定すると、ＥＣＵ２０では、車車間通信機１１からの情報により、周辺の他車両から、各ＧＰＳ衛星群でそれぞれ求められた各車両群の相対位置情報及び各車両の情報を取得する（Ｓ３０）。

自車両を含む車両群以外に他の車両群の相対位置情報を取得できると、ＥＣＵ２０では、その複数のＧＰＳ衛星群にそれぞれ対応する車両群において、全ての車両群に共通して含まれる車両を特定する（Ｓ３１）。そして、ＥＣＵ２０では、全ての車両群に共通する車両が存在するか否かを判定する（Ｓ３２）。Ｓ３２にて共通する車両が存在しないと判定した場合、ＥＣＵ２０では、今回の相対位置関係統合処理を終了する。

Ｓ３２にて共通する車両が存在すると判定した場合、ＥＣＵ２０では、複数の車両群に含まれる全ての車両の中から、単独測位でのＤＯＰが最小の車両を選択する（Ｓ３３）そして、ＥＣＵ２０では、その選択した車両の単独測位での絶対位置を基準として、その車両が属する車両群の相対位置関係を平行移動し、全ての車両群に共通する車両の絶対位置を修正する（Ｓ３３）。

さらに、ＥＣＵ２０では、全ての車両群に共通する車両の修正した絶対位置を基準にして、全ての車両群の相対位置関係をそれぞれ平行移動し、全ての車両の絶対位置（ひいては、全ての車両間の相対位置関係）を修正する（Ｓ３４）。そして、ＥＣＵ２０では、その修正した絶対位置（相対位置）を通知するために、車車間通信機１１にその計算した各車両の絶対位置（相対位置）を出力し、今回の相対位置関係統合処理を終了する（Ｓ３５）。車車間通信機１１では、各車両を識別できる情報とともにその各車両の絶対位置（相対位置）を送信する。

この車両位置情報取得装置１によれば、共通して受信可能なＧＰＳ衛星群の各衛星情報に基づいてそれぞれ求められた複数の車両の各絶対位置からその車両間の相対位置を求めることにより、一般的な測位方式のＧＰＳを用いた場合でも車両間の高精度な相対位置関係を求めることができる。

さらに、車両位置情報取得装置１によれば、共通して受信可能なＧＰＳ衛星群に基づいて高精度な相対位置が得られている車両群が複数存在する場合に全ての車両群で共通する車両を基準にして相対位置関係を統合することにより、より広範囲の車両間の高精度な相対位置関係を求めることができる。

以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

例えば、本実施の形態では各車両に搭載される装置で相対位置関係を特定する構成としたが、基地局などの路側の装置で各車両で受信したＧＰＳ衛星からの情報を取得して相対位置関係を特定し、その路側の装置から各車両に相対位置関係を配信する構成としてもよい。また、この相対位置関係特定機能を有する車両と有さない車両が存在する場合、この機能を有する車両から、この機能を有さない車両に特定した相対位置関係を送信する構成としてもよい。

また、本実施の形態では各車両で絶対位置を計算する構成としたが、ホストにおいて各車両で受信した衛星情報を収集し、ホストで全ての車両の絶対位置を計算するようにしてもよい。

また、本実施の形態では全ての車両群に共通して含まれる車両の選択方法やその共通する車両を基準にした複数の相対位置関係の再配置方法の一例を示したが、この選択方法や再配置方法については他の方法を適用してもよい。

本実施の形態に係る車両位置情報取得装置の構成図である。ＧＰＳ測位の誤差要因を示す表である。各車両で受信可能なＧＰＳ衛星の一例である。共通するＧＰＳ衛星群を受信可能な車両群の一例である。図４の車両群の絶対位置と共通するＧＰＳ衛星群によって求められた相対位置関係を示す図である。共通するＧＰＳ衛星群をそれぞれ受信可能な２つの車両群の一例である。図６の２つの車両群の絶対位置と共通するＧＰＳ衛星群によって求められた相対位置関係を示す図である。図６の２つの車両群の全体の相対位置関係を示す図である。図１のＥＣＵにおける相対位置関係特定処理の流れを示すフローチャートである。図１のＥＣＵにおける相対位置関係統合処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１…車両位置情報取得装置、１０…ＧＰＳ受信機、１１…車車間通信機、２０…ＥＣＵ

Claims

複数の車両間の相対位置関係を取得する車両位置情報取得装置であって、
ＧＰＳを利用して複数の車両の絶対位置をそれぞれ検出する絶対位置検出手段と、
前記絶対位置検出手段でそれぞれ検出した複数の車両の絶対位置に基づいて、当該複数の車両間の相対位置関係を取得する相対位置関係取得手段と
を備え、
前記絶対位置検出手段では、複数の車両において共通して受信可能なＧＰＳ衛星群からの各情報に基づいて車両の絶対位置を検出し、
複数の車両の中からＧＰＳの単独測位でＤＯＰが最も小さい車両を選択し、当該選択した車両の最も精度の高い単独測位での絶対位置を基準として、前記相対位置関係取得手段で取得した相対位置関係を平行移動し、複数の車両の絶対位置を修正することを特徴とする車両位置情報取得装置。
複数の車両において共通して受信可能なＧＰＳ衛星群からの各情報に基づいて相対位置関係を取得した車両群が複数存在する場合、前記相対位置関係取得手段では、当該複数の車両群の全ての車両群に属する車両を基準として、当該複数の車両群に属する車両間の相対位置関係を取得することを特徴とする請求項１に記載する車両位置情報取得装置。