JP5939230B2 - 車両位置同定システム及び車両位置同定方法 - Google Patents

Description

本発明は、不特定多数の車両の位置又は自車両の位置を同定するための車両位置同定システム及び車両位置同定方法に関する。

従来より、車両の位置を同定する手法として、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いた電波航法、車速及び方位を用いた自立航法が知られている。ＧＰＳを用いた電波航法では、車両の位置として、緯度・経度を含む絶対位置座標が得られる。また自立航法では、車速及び方位を用いて基準となる位置からの移動距離及び移動方向を算出することにより、車両の位置として、その基準位置からの相対位置座標が得られる。そして現在、車両の位置の同定には、これら両方の航法が用いられている。

さらに車両の位置の同定には、これらの航法に加え、車両の走行軌跡を、道路地図情報が示す道路の形状にマッチングさせる、いわゆるマップマッチング等も行われている。このマップマッチングでは、走行軌跡が道路形状に合致しない場合に、車両位置を道路上の適切な位置に補正することによって、車両の位置の精度を高めるようにしている。

一方、上記ＧＰＳを用いた電波航法では、得られる絶対位置座標に数ｍ〜十数ｍ程度の誤差が生じたり、高層ビルの間や山間部等では電波の受信状態が悪化する等して、測位精度が低下することがある。また自立航法では、単位移動距離あたりの誤差がＧＰＳによる測位誤差よりは小さいものの、その性質上、誤差が累積する傾向にあるため、走行距離が長くなるに伴い誤差も大きくなる。またマップマッチングでは、交差点の右折時・左折時等には車両位置の同定精度を向上できるものの、道路の前後方向における位置精度となると、その定常的な同定精度の向上は望めない。

そこで近年は、これらの手法の短所を互いに補うべく、基準位置からの車両の移動距離が、ＧＰＳから受信した測位データに含まれる測位誤差範囲以内であるか否かを判断する装置なども提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、上記自立航法によって前回の自車位置に対する相対位置を求めるとともに、上記電波航法によって絶対位置情報や測位度差範囲情報などを含む測位データを得る。そして、前回の自車位置からの車両の移動距離が測位誤差範囲以内である場合には、求めた相対位置を自車位置とする。また、前回の自車位置からの移動距離が測位誤差範囲外である場合には、電波航法により得られる絶対位置情報に基づく位置を自車位置とする。

特開平８−３３４３３５号公報

ところで、上述したように、ＧＰＳによる測位誤差は、ＧＰＳ側の要因だけでなく、車両が走行する道路環境の要因が大きく寄与するが、上記した測位データに含まれる測位誤差範囲は、道路環境等、車両の走行環境に関する要因が考慮されていない。このため、上記の装置であれ、車両の位置の同定精度自体が、なお改善の余地を残すものとなっている。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の位置に対する同定精度をより高めることのできる車両位置同定システム及び車両位置同定方法を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する車両位置同定システムは、電波航法に基づく絶対位置座標、及び少なくとも車速に基づく相対位置座標を用いて車両の位置を同定する車両位置同定システムにおいて、車両から前記絶対位置座標及び車速を含む走行履歴情報を取得する履歴情報取得部と、取得した複数の走行履歴情報の間で走行領域が共通する参照用区間を設定する参照用区間生成部と、同一の車両についての前記参照用区間内の異なる地点で送信された２つの絶対位置座標を読み込み、それらの２つの前記絶対位置座標の間の距離を、道路地図情報に基づき第１の距離として算出する第１の距離演算部と、同じく前記２つの絶対位置座標を読み込み、それら２つの絶対位置座標の間の距離を、前記走行履歴情報に含まれる車速に基づき第２の距離として算出する第２の距離演算部と、前記第１の距離及び前記第２の距離の差分の絶対値に応じて、電波航法に基づく絶対位置座標を用いた車両位置の同定、及び車速積分値を用いた車両位置の同定、及びそれら電波航法に基づく絶対位置座標と車速積分値との両方を用いた車両位置の同定のうちの一つを選択的に行う位置同定部と、を備える。

上記課題を解決する車両位置同定方法は、電波航法に基づく絶対位置座標、及び少なくとも車速に基づく相対位置座標を用いて車両の位置を同定する車両位置同定方法において、履歴情報取得部が、車両から前記絶対位置座標及び車速を含む走行履歴情報を取得するステップと、参照用区間生成部が、取得した複数の走行履歴情報の間で走行領域が共通する参照用区間を設定するステップと、第１の距離演算部が、同一の車両についての前記参照用区間内の異なる地点で送信された２つの前記絶対位置座標を読み込み、それらの２つの前記絶対位置座標の間の距離を、道路地図情報に基づき第１の距離として算出するステップと、第２の距離演算部が、同じく前記２つの絶対位置座標を読み込み、それら２つの絶対位置座標の間の距離を、前記走行履歴情報に含まれる車速に基づき第２の距離として算出するステップと、位置同定部が、前記第１の距離及び前記第２の距離の差分の絶対値に応じて、電波航法に基づく絶対位置座標を用いた車両位置の同定、及び車速積分値を用いた車両位置の同定、及びそれら電波航法に基づく絶対位置座標と車速積分値との両方を用いた車両位置の同定のうちの一つを選択的に行うステップとを含む。

これらの構成又は方法によれば、電波航法に基づく第１の距離と車速積分値に基づく第２の距離との差分の絶対値は、車両の走行環境や電波航法の測位精度に応じて変動する。例えば電波航法の測位精度が悪い場合は、その差分の絶対値は大きくなる傾向にある。従って参照用区間について演算された差分の絶対値に応じて、その参照用区間内における車両位置の同定の方法を適宜選択することにより、車両位置の誤差要因となる情報を排除して車両位置の同定を行うことができるため、同定される車両位置の精度が高められる。

好ましい構成として、前記位置同定部は、前記電波航法に基づく絶対位置座標と車速積分値との両方を用いた車両位置の同定に際し、前記第１の距離と前記第２の距離との差分の絶対値が小さい参照用区間については、前記参照用区間の少なくとも一部の道路区間について前記取得された走行履歴情報に基づき算出された車速積分値と当該道路区間の距離であって前記道路地図情報から求めた距離との比率を求め、該求めた比率を、位置同定対象の前記走行履歴情報に基づく車速積分値に乗算して、前記２つの絶対位置座標の間の車両位置を同定する。

この構成によれば、第１の距離と第２の距離との差分の絶対値が小さい参照用区間、即ち電波航法の測位精度の良い参照用区間では、電波航法に基づく絶対位置座標の間について、車速積分値に基づく相対移動距離によって補間される。そして、車速積分値を用いた相対移動距離の演算では、車速積分値に走行履歴情報に基づく車速積分値と道路地図情報に基づく距離との比率を乗算することで、車速積分値に基づく相対移動距離が正規化される。従って、例えば車線変更が頻繁に行われる参照用区間、交差点近傍の参照用区間のように、走行軌跡が車両によって異なる場合であっても、相対位置座標に含まれる累積誤差の影響を低減することができる。

好ましい構成として、前記位置同定部は、前記第１の距離と前記第２の距離との差分の絶対値が小さい参照用区間内の各地点で検出される絶対位置座標のうち、当該参照用区間の両側の端部に最も近い絶対位置座標を選択し、それらの間については、前記比率を前記車速積分値に乗算した相対移動距離で補間することによって車両位置を同定する。

この構成によれば、第１の距離と第２の距離の差分の絶対値が小さい参照用区間については、参照用区間内の大部分の領域が正規化された相対移動距離で補間されるので、参照用区間の長さの設定次第で、同定される車両位置の精度を高めることができる。

好ましい構成として、前記取得した走行履歴情報毎に、前記第１の距離及び前記第２の距離の差分の絶対値を算出するとともに、前記取得した走行履歴情報からそれぞれ算出された前記差分の絶対値を用いてそれらの分散を求める分散演算部を備え、分散が小さい前記参照用区間については、少なくとも前記絶対位置座標を用いて車両の位置を同定する。

この構成によれば、走行履歴情報毎に、第１の距離及び第２の距離の差分の絶対値が算出され、それらの差分の絶対値を用いて分散が算出される。さらに分散が小さい参照用区間については、少なくとも電波航法に基づく絶対位置座標を用いた車両位置の同定が行われる。即ち、一つの走行履歴情報のみを用いて第１の距離及び第２の距離の検証を行う場合に比べ、車両要因による誤差や、一時的な電波受信状況の不調等による誤差の影響を低減することができる。

好ましい構成として、前記参照用区間生成部は、車速積分値に基づく相対移動距離のみで位置同定したときの累積誤差を含む距離が、電波航法を用いた測位システム側の測位誤差範囲内となる長さに、前記参照用区間の長さを設定する。

この構成によれば、車速積分値に基づく相対移動距離のみを用いて車両の位置を同定しても、その累積誤差を含む距離が、電波測位システム自体の測位誤差範囲を超えない。即ち参照用区間内では、車速積分値に基づく相対移動距離のみを用いて同定された車両の位置の誤差を、電波航法のみによって同定された車両の位置の誤差よりも小さくすることができる。従って、電波航法の測位精度が悪い場合には、車速積分値のみを用いて車両の位置を同定することで、車両位置の誤差を低減することができる。

好ましい構成として、前記位置同定部は、前記第１の距離及び前記第２の距離の差分の絶対値が大きい参照用区間については、車速積分値に基づく相対移動距離のみを用いて車両位置を同定する。

この構成によれば、第１の距離及び第２の距離の差分の絶対値が大きい参照用区間では、車速積分値に基づく相対移動距離のみによって車両位置が演算される。従って、絶対位置座標の測位精度が低い場合に、車両位置の誤差要因となる情報を排除して車両位置の同定を行うことができるため、少なくとも絶対位置座標を用いて車両位置を同定する場合に比べ、同定される車両位置の精度が高められる。

好ましい構成として、前記第１の距離演算部は、前記参照用区間内の各地点で検出される絶対位置座標のうち、当該参照用区間の両側の端部に最も近い絶対位置座標を選択するとともに、それらの選択した絶対位置座標を前記道路地図情報に基づき道路上の位置としてマッチングし、このマッチングした位置の間の距離を、前記道路地図情報に含まれる道路形状に沿って前記第１の距離として算出する。

この構成によれば、第１の距離は、道路形状に沿って算出されるため、第１の距離を、実際の道路の距離に近付けることが可能となる。
好ましい構成として、前記履歴情報取得部、前記参照用区間生成部、前記第１の距離演算部、前記第２の距離演算部、及び前記位置同定部は、プローブ・カー・システムを構成してプローブ情報を収集する情報収集装置に対して設けられてなることを要旨とする。

この構成によれば、情報収集装置によって、道路を走行する車両の位置を上記した方法で同定することができるので、大規模な装置群を用いて的確な交通案内情報等を生成することができる。

本発明にかかる車両同定システム及び車両同定方法の第１の実施形態について、車両同定システムを構成する位置同定装置及び車両の概略構成を示すブロック図。 車両から送信されるプローブ情報のデータ構成を説明する模式図。 同プローブ情報を送信する車両の走行環境と、走行環境に応じた電波受信状態とを説明する模式図。 位置同定装置により行われるオフライン処理の一部であって、トリップ及びそれに対して設定される共通区間を説明する概念図。 位置同定装置により行われるオフライン処理の一部であって、参照用区間の設定の手法を説明する概念図。 参照用区間の最大長さについて説明する概念図。 参照用区間について算出される第１の距離を説明する図であって、（ａ）は第１の距離を算出するために設定される観測区間の概念図、（ｂ）はその観測区間について算出された第１の距離の概念図。 参照用区間について算出される第２の距離を説明する概念図。 複数の参照用区間について車両位置を同定する手法の選択例を説明する概念図。 車両位置を同定する手法を説明する図であって、（ａ）は絶対位置座標及び相対移動距離を用いて同定する場合の概念図、（ｂ）は相対移動距離のみを用いて同定する場合の概念図。 位置同定装置により行われるオフライン処理の手順を示すフローチャート。 位置同定装置により行われる車両位置の同定の手順を示すフローチャート。 本発明にかかる車両同定システム及び車両同定方法の第２の実施形態について、車両同定システムを構成する車両の概略構成を示すブロック図。 変形例におけるプローブ情報のデータ構成を説明する模式図。

（第１の実施形態）
以下、車両位置同定システム及び車両位置同定方法を具体化した第１の実施形態を説明する。

本実施形態では、車両位置同定システムを、車両で生成された走行履歴情報をプローブ情報として収集し、収集したプローブ情報に基づき車両の位置を同定するプローブ・カー・システムに具体化して説明する。なお、このシステムは、プローブ情報を送信した車両の位置を同定した上で、プローブ情報に含まれる運転履歴や走行履歴に基づき、経路案内情報や道路案内情報等の支援情報を生成し、道路上の車両に送信するものとする。

図１に示すように、車両位置同定システムは、プローブ情報Ｐｒｂを生成し送信する車両１００、及び情報収集装置としての位置同定装置１１によって構成されている。位置同定装置１１は、プローブ情報Ｐｒｂを無線通信にて受信する基地局を含むネットワーク１０２を介して、各車両１００と接続されている。

車両１００は、ＧＰＳ受信部１２、車速センサ１３、ジャイロ１４、車載制御部１５及び車載通信部１６を備えている。ＧＰＳ受信部１２は、ＧＰＳ衛星から受信した電波に基づいた信号を車載制御部１５に出力する。車載制御部１５は、ＧＰＳ受信部１２から入力した信号に基づき、自車位置の緯度及び経度を、絶対位置座標として算出する。

車載制御部１５は、車速センサ１３から出力される車輪速パルスに基づき、車速を演算する。また車載制御部１５は、ジャイロ１４から出力されるヨーレートを示す信号に基づき、基準となる位置からの自車両の方位の変化量を演算する。また車載制御部１５は、車速を時間で積分した相対移動距離Δｄと、方位の変化量とを算出するとともに、それらに基づき、既に求められた直前の車両位置に対する相対位置座標を求める。また車載制御部１５は、車載通信部１６を介して、自車両の走行履歴を示すプローブ情報Ｐｒｂを位置同定装置１１に送信する。

図２に示すように、プローブ情報Ｐｒｂは、車両識別子Ｐｒｂ１、絶対位置座標情報Ｐｒｂ２、車速情報Ｐｒｂ３、方位情報Ｐｒｂ４、時刻情報Ｐｒｂ５を含む。車両識別子Ｐｒｂ１は、送信元の車両を位置同定装置１１側で識別するための識別子である。絶対位置座標情報Ｐｒｂ２は、車載制御部１５が、ＧＰＳ受信部１２からの入力信号に基づき電波航法を用いて算出した座標を示す。車速情報Ｐｒｂ３、方位情報Ｐｒｂ４及び時刻情報Ｐｒｂ５は、送信元の車両１００が算出又は検出した車速、方位、時刻を示す。さらに、このプローブ情報Ｐｒｂには、操舵角、ブレーキペダルの踏込の有無、方向指示器のオン／オフ情報等の運転履歴、加減速度等の走行履歴が含まれていてもよい。

ところで図３に示すように、車両１００におけるＧＰＳ衛星からの電波受信状況は、車両の走行環境に応じて変動する。例えば領域Ｚ１のように、高層ビル群１０４内の道路１０１では、ＧＰＳの電波が建物等に反射して複数の電波経路をとる多重波伝播（マルチパス）が発生し、ＧＰＳの測位誤差が大きくなることがある。また領域Ｚ３のように高架道路１０３の下の道路を走行するときや、樹木等の電波の障害物が多い道路や、山間部の道路等を走行するときには、ＧＰＳ受信状況が悪化するとともに、領域Ｚ１と同様にマルチパスが発生する可能性がある。加えて、ＧＰＳ衛星自体の精度が一時的に低下することもある。一方、ＧＰＳ衛星の精度が通常の良好な状態であって、道路の近傍に電波の障害物がない領域Ｚ２では、ＧＰＳ測位精度が比較的高くなる。即ち、車両１００が道路１０１を走行する間にも、その走行環境に応じて、ＧＰＳの測位精度が変動する。

このため、例えば測位精度が低い領域Ｚ１の近傍で、路上駐車、故障車両等といった、他の車両に対して案内が必要な事象について、事象が発生した地点周辺の車両を対象として、案内を通知する支援を行うとき、その事象が生じた位置をプローブ情報Ｐｒｂに基づき精度よく同定する必要がある。同定の精度が低い場合、例えば事象発生地点が正しくない情報を送信してしまう等、的確な情報を送信できないことがある。このため、位置同定装置１１は、プローブ情報Ｐｒｂに含まれる絶対位置座標情報Ｐｒｂ２の精度を検証し、その検証結果に応じて、検証結果に適した手法を選択して車両位置の同定を行っている。

図１に示すように、位置同定装置１１は、履歴情報取得部としての通信部２０、及びプローブ情報記憶部２１を備える。位置同定装置１１は、通信部２０を介してプローブ情報Ｐｒｂを受信すると、受信したプローブ情報Ｐｒｂをプローブ情報記憶部２１に格納する。

また位置同定装置１１は、トリップ抽出部２２、参照用区間生成部２３、第１距離演算部２４、第２距離演算部２５、分散演算部２６を備える。これらは、オフライン処理で、絶対位置座標情報Ｐｒｂ２の精度を検証する。また位置同定装置１１は、検証に用いるための道路地図情報２９を格納した道路地図情報記憶部２８を備える。

トリップ抽出部２２は、蓄積されたプローブ情報Ｐｒｂの中から、共通の条件の下で生成されたプローブ情報Ｐｒｂを読み込む。例えばトリップ抽出部２２は、高速道路、幹線道路の所定の走行領域内で生成されたプローブ情報Ｐｒｂ、またその所定の領域内で特定の時間帯に生成されたプローブ情報Ｐｒｂ等を読み込む。そしてトリップ抽出部２２は、読み込んだプローブ情報Ｐｒｂのうち、一台の車両１００から送信された複数のプローブ情報Ｐｒｂを送信された順に時系列に並べたものを、一つのトリップ情報Ｔｒｐとする。

例えば図３に示すように、プローブ情報Ｐｒｂの送信元となる車両１００が、道路１０１のうち所定の道路区間を走行するときには、走行中に複数のプローブ情報Ｐｒｂを送信する。トリップ抽出部２２は、領域Ｚ３で送信されたプローブ情報Ｐｒｂ、領域Ｚ２で送信されたプローブ情報Ｐｒｂ、領域Ｚ１で送信されたプローブ情報Ｐｒｂ・・・を一つのトリップ情報Ｔｒｐとして扱う。即ち、読み込まれたプローブ情報Ｐｒｂが、一台の車両１００から送信された情報のみからなる場合には、一台分のトリップ情報Ｔｒｐが生成される。また読み込まれたプローブ情報Ｐｒｂが、複数台の車両１００から送信された情報からなる場合には、その台数分のトリップ情報Ｔｒｐが生成される。なお、ここで一つのトリップ情報Ｔｒｐしか生成されない場合には、条件を変えて、プローブ情報Ｐｒｂを読み込み直すようにしてもよい。

参照用区間生成部２３は、トリップ情報Ｔｒｐに基づき、参照用区間Ｉｉを生成する。この参照用区間Ｉｉは、当該区間での絶対位置座標情報Ｐｒｂ２の精度を検証するための区間である。また参照用区間Ｉｉは、検証の結果に応じて、絶対位置座標情報Ｐｒｂ２に基づく絶対位置座標と、車速積分値に基づく相対移動距離Δｄとを用いた車両位置の同定、及び相対移動距離Δｄのみを用いた車両位置の同定が選択的に行われる区間としても用いられる。

図４〜図６を参照して参照用区間の設定方法について説明する。図４に示すように、まず参照用区間生成部２３は、トリップ抽出部２２によって取得されたトリップ情報Ｔｒｐを読み込み、それらのトリップ情報Ｔｒｐの共通区間Ｔｚを設定する。なお、図４ではトリップ情報Ｔｒｐによって表される走行経路を模式的に示している。

共通区間Ｔｚは、それらのトリップ情報Ｔｒｐによって表わされる走行経路のうち、互いに共通する走行区間である。収集されたトリップ情報Ｔｒｐが少ない場合、トリップ情報Ｔｒｐに共通区間Ｔｚの始端から終端までの全てが含まれるように共通区間Ｔｚを設定すると、共通区間Ｔｚが設定できないか、又は設定した共通区間が著しく短くなる可能性がある。このためトリップ情報Ｔｒｐによって表される走行経路は、必ずしも共通区間Ｔｚの全てを含んでいる必要はなく、少なくとも一部を含んでいればよい。

図５に示すように、参照用区間生成部２３は、共通区間Ｔｚを設定すると、共通区間Ｔｚを参照用区間Ｉｉに区画する。基本的には共通区間Ｔｚを複数の参照用区間Ｉｉに分割するが、共通区間Ｔｚが短い場合は、共通区間Ｔｚを１つの参照用区間Ｉｉとしてもよい。また参照用区間Ｉｉは均等に分割されてもよいし、不均等であってもよい。例えば交差点の周辺、又は市街地等の走行環境に応じて、参照用区間の長さを変動させてもよい。

また、参照用区間生成部２３は、参照用区間Ｉｉの長さを、予め設定された最大長さＬｍａｘ以下に設定する。即ち、車速積分値の誤差は距離が長くなるに従い累積していくため、車速積分値に基づく相対移動距離の単位長さあたりに生じうる誤差をαとすると、実際に車両１００が走行した距離が、「距離Ｌ」であるにも関わらず、最大で「距離αＬ」として算出される場合がある。

一方、上述したように参照用区間Ｉｉ内では、相対移動距離Δｄのみを用いて車両位置が同定される可能性もありうる。相対移動距離Δｄに基づき算出された車両位置は、走行距離が短い区間に限っていえば、ＧＰＳによる絶対位置座標よりも誤差が小さいという利点があるが、上述したように走行距離が長くなるに伴い誤差が累積していくという性質がある。

従って、累積誤差を含む距離「αＬ」が、ＧＰＳの測位範囲誤差Ｅｇの直径２εを超えると、累積誤差が、ＧＰＳの測位範囲誤差Ｅｇを超えることとなる。この場合、絶対位置座標の測位精度が低いときに相対移動距離のみで車両位置を同定すると、絶対位置座標を使用しない利点がなくなる。

即ち図６に示すように、累積誤差を含む距離「αＬ」がＧＰＳの測位範囲誤差Ｅｇの直径２ε以下となることが好ましいので、下記の式（１）のように、累積誤差を含む距離「αＬ」が、ＧＰＳの測位範囲誤差Ｅｇの直径２εと等しくなるような距離を、参照用区間Ｉｉの最大長さＬｍａｘとする。

次に第１距離演算部２４及び第２距離演算部２５による演算の手法について説明する。第１距離演算部２４及び第２距離演算部２５は、絶対位置座標の精度を検証するための第１の距離ＬＡｊ及び第２の距離ＬＢｊをトリップ情報Ｔｒｐｊ毎に演算する。

図７（ａ）に示すように、第１距離演算部２４は、参照用区間Ｉｉを含むｎ個のトリップ情報Ｔｒｐ１〜Ｔｒｐｎのうち一つのトリップ情報Ｔｒｐｊ（ｊ＝１，２，・・・ｎ）を取得し、そのトリップ情報Ｔｒｐｊを構成するプローブ情報Ｐｒｂの絶対位置座標情報Ｐｒｂ２を読み込む。第１距離演算部２４は、読み込んだ絶対位置座標情報Ｐｒｂ２に基づく、絶対位置座標Ｐｉｊｋ（Ｐｉｊ１，Ｐｉｊ２…，Ｐｉｊｍ）のうち、参照用区間Ｉｉの端に近い絶対位置座標Ｐｉｊｋ（ｋ＝１，２，・・・ｍ）を取得する。図７（ａ）の例では、第１距離演算部２４は、絶対位置座標Ｐｉｊ１，Ｐｉｊｍを取得する。そして、取得した絶対位置座標Ｐｉｊ１，Ｐｉｊｍを両端とする観測区間Ｏｉｊを設定する。なお、トリップ情報Ｔｒｐｊを区別しないで説明する場合には単にトリップ情報Ｔｒｐとして説明する。また一つのトリップ情報Ｔｒｐｊの参照用区間Ｉｉに含まれる絶対位置座標Ｐｉｊｋを区別にしないで説明する場合も単に絶対位置座標Ｐｉｊとして説明する。

図７（ｂ）に示すように、第１距離演算部２４は、道路地図情報記憶部２８から観測区間Ｏｉｊに対応する道路地図情報２９を読み込み、道路地図情報２９のうち観測区間Ｏｉｊの道路形状の情報を取得して、観測区間Ｏｉｊの距離をその道路形状に沿って算出する。道路地図情報２９は、例えば絶対位置座標を示すノードと、ノードの間に設定された形状補間点とを含み、第１距離演算部２４は形状補間点の間の距離を累積していくことで、距離を算出する。またこのとき第１距離演算部２４は、絶対位置座標Ｐｉｊ１，Ｐｉｊｍと、プローブ情報Ｐｒｂに含まれる車速情報Ｐｒｂ３及び方位情報Ｐｒｂ４に基づく走行軌跡とを用いて、絶対位置座標Ｐｉｊ１，Ｐｉｊｍを道路上にマッチングする。さらにマッチングした絶対位置座標Ｐｉｊ１，Ｐｉｊｍの間のノードや形状補間点に基づき、絶対位置座標Ｐｉｊ１，Ｐｉｊｍの間の距離を第１の距離ＬＡｊとして算出する。

次に図８を参照して、第２距離演算部２５による第２の距離の演算方法について説明する。第２距離演算部２５は、取得したトリップ情報Ｔｒｐｊのうち、参照用区間Ｉｉに含まれる絶対位置座標Ｐｉｊｋと、絶対位置座標Ｐｉｊｋとともに送信された車速情報Ｐｒｂ３及び時刻情報Ｐｒｂ５を読み込む。そして第２距離演算部２５は、車速情報Ｐｒｂ３の値である車速Ｖを、時刻情報Ｐｒｂ５に基づく時間を用いて積分した相対移動距離Δｄｋをそれぞれ算出する。そして、それらの相対移動距離Δｄ１，Δｄ２，…Δｄ（ｍ−１）を加算した距離を、第２の距離ＬＢｊとする。

分散演算部２６は、第１距離演算部２４が算出した第１の距離ＬＡｊ、及び第２距離演算部２５が算出した第２の距離ＬＢｊを読み込む。そして、以下の式（２）に示すように、第１の距離ＬＡｊ及び第２の距離ＬＢｊの差分の絶対値を、差分絶対値Ｄｉｊとして算出する。

同様にして、第１距離演算部２４及び第２距離演算部２５は、参照用区間Ｉｉを含むトリップ情報Ｔｒｐｊ毎に、差分絶対値Ｄｉｊ（Ｄｉ１，Ｄｉ２，…Ｄｉｎ）を算出する。そして、参照用区間Ｉｉを含む全てのトリップ情報Ｔｒｐｊに対して、差分絶対値Ｄｉｊを算出すると、それらの差分絶対値Ｄｉｊを用いて、式（３）に示すように、差分絶対値Ｄｉｊの分散Ｕｉ（不偏分散）を算出する。

分散演算部２６は、同様にして、対象となる全ての参照用区間Ｉｉに対して、分散Ｕｉを算出する。そして全ての参照用区間Ｉｉに対して分散Ｕｉを算出すると（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３・・・）、分散演算部２６は、それらの分散Ｕｉに関連付けられた参照用区間Ｉｉが判別可能な状態にした上で、値が小さい順に分散Ｕｉをソートし、順位付けを行う。

図９に示す例では、参照用区間Ｉ１の分散Ｕ１が最も小さく１位であり、参照用区間Ｉ３の分散Ｕ３が２番目に小さく、２位である。さらに参照用区間Ｉ５の分散Ｕ５が３番目に小さく、３位である。

図１に示すように、位置同定部２７は、位置同定部２７、及び位置同定済み情報３１を格納した同定情報記憶部３０を備える。位置同定部２７は、このようにオフライン処理で算出された順位付けを用いて、トリップ情報Ｔｒｐ毎に、そのトリップ情報Ｔｒｐを送信した車両の位置の同定を行う。

また位置同定装置１１に設けられた支援情報生成部３２は、位置同定部２７によって同定された車両位置、及びプローブ情報Ｐｒｂに含まれる運転履歴や走行履歴に基づき、支援の対象となる区間又は地点周辺を走行する車両１００に対して送信される支援情報を生成し、生成した支援情報を、通信部２０を介して支援対象の車両１００に送信する。

位置同定部２７は、順位付けに基づき、予め設定された順位までの高い順位の参照用区間Ｉｉについては、絶対位置座標及び相対移動距離Δｄを用いて車両位置の同定を行う手法を選択する。また、位置同定部２７は、それ以外の低い順位の参照用区間Ｉｉについては、車速積分値に基づく相対移動距離Δｄを用いて車両位置の同定を行う手法を選択する。

図９に示す例では、１位の参照用区間Ｉ１、２位の参照用区間Ｉ３、３位の参照用区間Ｉ５については、ＧＰＳを利用する区間、即ち絶対位置座標及び相対移動距離Δｄを用いて車両位置の同定を行う区間として設定される。また、それ以外の参照用区間Ｉ２，Ｉ４等は、ＧＰＳを利用しない区間、即ち相対移動距離Δｄを用いて車両位置の同定を行う区間として設定される。

絶対位置座標及び相対移動距離Δｄを用いて車両位置を同定する場合は、先ず、位置同定部２７は、１つのトリップ情報Ｔｒｐ１を読み込む。このトリップ情報Ｔｒｐは、一台の車両１００から連続的に送信されたプローブ情報群である。

そして図１０（ａ）に示すように、位置同定部２７は、読み込んだプローブ情報Ｐｒｂに含まれる絶対位置座標情報Ｐｒｂ２に対応する絶対位置座標Ｐｉｊｋ（Ｐｉｊ１，Ｐｉｊ２…Ｐｉｊｍ）のうち、参照用区間Ｉｉの両端に最も近い絶対位置座標Ｐｉｊ１，Ｐｉｊｍを求める。さらに、位置同定部２７は、絶対位置座標Ｐｉｊ１，Ｐｉｊｍの間に送信されたプローブ情報Ｐｒｂに含まれる車速情報Ｐｒｂ３を取得し、取得した車速情報Ｐｒｂ３に基づく車速Ｖを積分した値を用いた相対移動距離Δｄ（Δｄ１，Δｄ２・・・，Δｄ（ｍ−１））を用いて、絶対位置座標Ｐｉｊ１，Ｐｉｊｍの間を補間する。

またこのとき、位置同定部２７は、参照用区間Ｉｉ内の任意の区間において、道路地図情報２９に基づき算出した道路形状に沿った理論上の距離Ｌｍｐと、トリップ情報Ｔｒｐｊに含まれる車速情報Ｐｒｂ３の積分値に基づく相対移動距離Ｌｖとを、トリップ情報Ｔｒｐｊ毎に求めておく。そして、車両位置同定部２７は、理論上の距離Ｌｍｐと、相対移動距離Ｌｖとの比率ｋｊ（＝Ｌｍｐ／Ｌｖ）をトリップ情報Ｔｒｐｊ毎に求める。さらに、それらのトリップ情報Ｔｒｐｊ毎の比率ｋｊの平均値、又はそれらの比率ｋｊの中央値等を、比率Ｋとして算出する。

位置同定部２７は、絶対位置座標Ｐｉｊ１，Ｐｉｊｍの間を補間するための上記相対移動距離Δｄに、比率Ｋを乗算することによって、相対移動距離Δｄを正規化する。即ち、車線変更が頻繁に行われる区間や、交差点近傍の区間では、車両１００によって実際の走行距離が異なる。このため車線変更が頻繁に行われる区間等では、進行方向に沿った道路の長さに比べ、実際の走行距離が長くなる傾向にある。このような区間においては、トリップ情報Ｔｒｐを用いて算出される比率Ｋは「１」以下となり、比率Ｋが乗算されることによって相対移動距離Δｄが小さくなるように補正される。

従って実際の走行距離が理論上の距離Ｌｍｐよりも大きい傾向にある参照用区間Ｉｉでは、正規化された相対移動距離Δｄ’を用いることによって、相対移動距離Δｄ’に基づき同定される車両位置が、実際の車両位置に近付けられる。なお、絶対位置座標Ｐｉｊ１，Ｐｉｊｍと参照用区間Ｉｉの端部との間の車両位置も、正規化された相対移動距離Δｄ’に基づき同定することができる。このように同定された車両位置及び走行の履歴を含む情報は、位置同定済み情報３１として位置同定情報記憶部３０に格納される。

図１０（ｂ）に示すように、相対移動距離Δｄを用いて車両位置を同定する場合は、１台の車両１００から参照用区間Ｉｉ内で送信された複数のプローブ情報Ｐｒｂを読み込む。そして、そのプローブ情報Ｐｒｂに含まれる車速情報Ｐｒｂ３が示す車速Ｖを時間で積分して、相対移動距離Δｄを算出し、基準となる位置から道路の進行方向に沿って相対移動距離Δｄを加算することで、相対的に車両位置を同定する。このように同定された車両位置及び走行の履歴を含む情報は、位置同定済み情報３１として位置同定情報記憶部３０に格納される。

次に図１１を参照して、位置同定装置１１によって行われるオフライン処理について、その動作とともに説明する。
位置同定装置１１のトリップ抽出部２２は、プローブ情報記憶部２１から、車両位置の同定の対象となる道路区間内で、共通の条件の下で送信されたプローブ情報Ｐｒｂを取得する（ステップＳ１）。上述したように、共通の条件としては、高速道路、幹線道路の所定の走行領域内で生成されたプローブ情報Ｐｒｂ、またその所定の走行領域内で特定の時間帯に生成されたプローブ情報Ｐｒｂ等である。トリップ抽出部２２は、プローブ情報Ｐｒｂを取得すると、一台の車両１００から連続的に送信されたプローブ情報Ｐｒｂを時系列的に並べたトリップ情報Ｔｒｐを生成する。

トリップ情報Ｔｒｐを生成すると、参照用区間生成部２３が、トリップ情報Ｔｒｐの共通区間Ｔｚを設定し、その共通区間Ｔｚ内を単数又は複数に区画することで参照用区間Ｉｉを生成する（ステップＳ２）。なお、上述のように、このとき参照用区間Ｉｉを、最大長さＬｍａｘを超えないように設定する。

参照用区間Ｉｉを生成すると、分散演算部２６は、共通区間Ｔｚに含まれる全ての参照用区間Ｉｉに対し分散Ｕｉを演算したか否かを判断する（ステップＳ３）。このとき、例えばステップＳ２で設定した参照用区間Ｉｉの個数と、既に分散Ｕｉを演算した参照用区間Ｉｉの個数とを比較することで判断する。

全ての参照用区間Ｉｉに対し分散Ｕｉの演算が完了していないと判断すると（ステップＳ３においてＮＯ）、第１距離演算部２４は、分散Ｕｉの演算対象とする参照用区間Ｉｉを決める。そして、その参照用区間Ｉｉを含むトリップ情報Ｔｒｐｊ（Ｔｒｐ１，Ｔｒｐ２，…Ｔｒｐｎ）のうち、差分絶対値Ｄｉｊを演算する対象となるトリップ情報Ｔｒｐを選択する。またそのトリップ情報Ｔｒｐｊのうち、その参照用区間Ｉｉに対応する絶対位置座標情報Ｐｒｂ２を取得し、その絶対位置座標情報Ｐｒｂ２に基づく絶対位置座標Ｐｉｊを読み込む。そして、参照用区間Ｉｉの両端に近い絶対位置座標Ｐｉｊ１、Ｐｉｊｍの座標を読み込むとともに、観測区間Ｏｉｊを決定する（ステップＳ４）。

トリップ情報Ｔｒｐｊに対し観測区間Ｏｉｊを決定すると、第１距離演算部２４は、道路地図情報２９を用いて各トリップ情報Ｔｒｐｊの絶対位置座標Ｐｉｊ１、Ｐｉｊｍを道路上にマッチングする。また第１距離演算部２４は、道路地図情報を用いて、絶対位置座標Ｐｉｊ１、Ｐｉｊｍの間の道路形状に沿った距離を、第１の距離ＬＡｊとして算出する（ステップＳ５）。

また第２距離演算部２５は、トリップ情報Ｔｒｐｊを構成するプローブ情報Ｐｒｂに含まれる車速情報Ｐｒｂ３の値を読み込み、その車速Ｖを時間で積分した車速積分値に基づく第２の距離ＬＢｊを算出する（ステップＳ６）。なお、第１距離演算部２４による演算、第２距離演算部２５による演算の順序は特に問わない。

分散演算部２６は、第１距離演算部２４から第１の距離ＬＡｊを読み込み、第２距離演算部２５から第２の距離ＬＢｊを読み込む。そしてそれらの差分絶対値Ｄｉｊを算出する（ステップＳ７）。

そして分散演算部２６は、参照用区間Ｉｉを含む全てのトリップ情報Ｔｒｐｊについて差分絶対値Ｄｉｊを演算したか否かを判断する（ステップＳ８）。参照用区間Ｉｉを含む全てのトリップ情報Ｔｒｐｊについて、その参照用区間Ｉｉの差分絶対値Ｄｉｊを演算していないと判断すると（ステップＳ８においてＮＯ）、ステップＳ４に戻り、分散演算部２６は、次に演算対象とするトリップ情報Ｔｒｐｊを選定し、ステップＳ４〜ステップＳ７を繰り返す。また分散演算部２６は、参照用区間Ｉｉを含む全てのトリップ情報Ｔｒｐｊについて、その参照用区間Ｉｉの差分絶対値Ｄｉｊを演算したと判断すると（ステップＳ８においてＹＥＳ）、ステップＳ９に進む。

参照用区間Ｉｉを含む全てのトリップ情報Ｔｒｐｊについて差分絶対値Ｄｉｊを演算したとき、分散演算部２６は、参照用区間Ｉｉを含むトリップ情報Ｔｒｐ毎に算出された差分絶対値Ｄｉｊを用いて、その参照用区間Ｉｉについて、差分絶対値Ｄｉｊの分散Ｕｉを求め（ステップＳ９）、ステップＳ３に戻る。そして分散Ｕｉの演算対象として次の参照用区間Ｉｉを選択し、その参照用区間Ｉｉに対してステップＳ３〜ステップＳ９を繰り返す。これにより、参照用区間Ｉ１の分散Ｕ１，参照用区間Ｉ２の分散Ｕ２‥といったように分散Ｕｉが演算されていく。

第１距離演算部２４及び第２距離演算部２５が全ての参照用区間Ｉｉについて分散Ｕｉを演算したと判断すると（ステップＳ３においてＹＥＳ）、分散Ｕｉの小さい順に参照用区間Ｉｉを順位付けし（ステップＳ１０）、オフライン処理を終了する。このオフライン処理は、支援情報を生成する対象となる区間について、支援を行う際に事前に行われる。

次に図１２を参照して、オフライン処理で得られた順位付けを用いた車両位置の同定について、位置同定装置１１の動作とともに説明する。なお、本実施形態では、この車両位置の同定も、オフラインで行われる。

まず位置同定部２７は、車両位置の同定を行う領域を決め、その領域に含まれる参照用区間Ｉｉの順位を取得する（ステップＳ１１）。
参照用区間Ｉｉが決まると、位置同定部２７は、それらの参照用区間Ｉｉ内において相対移動距離Δｄの正規化に用いる比率Ｋを取得する（ステップＳ１２）。比率Ｋは予め算出されていてもよいし、車両位置の同定を行う対象となる参照用区間Ｉｉが決まってから算出してもよい。上述したように、この際、位置同定部２７は、参照用区間Ｉｉ内の任意の区間において、道路地図情報２９に基づき算出した道路形状に沿った理論上の距離Ｌｍｐと、トリップ情報Ｔｒｐｊに含まれる車速情報Ｐｒｂ３の積分値に基づく相対移動距離Ｌｖを求める。そして車両位置同定部２７は、理論上の距離Ｌｍｐと、相対移動距離Ｌｖとの比率ｋｊ（＝Ｌｍｐ／Ｌｖ）をトリップ情報Ｔｒｐｊ毎に求め、それらの比率ｋｊをを用いて、標準とする比率Ｋを算出する。

さらに位置同定部２７は、順位が高い、即ち分散Ｕｉが小さく、絶対位置座標の測位精度がよい参照用区間Ｉｉに対し、その参照用区間Ｉｉ内の車両位置を、絶対位置座標及び相対移動距離Δｄ'を用いて同定する（ステップＳ１３）。このとき位置同定部２７は、上述したように、参照用区間Ｉｉ内で１台の車両から送信されたプローブ情報Ｐｒｂに含まれる絶対位置座標のうち、参照用区間Ｉｉの両端に近い絶対位置座標を取得する。そしてそれらの絶対位置座標の間の位置を、車速積分値に基づく相対移動距離Δｄに比率Ｋを乗算して正規化した相対移動距離Δｄ'を用いて、車両位置を同定する。このとき、プローブ情報Ｐｒｂに含まれる方位情報Ｐｒｂ４を用いてもよいし、相対移動距離Δｄ'及び方位の変化量から求められる走行軌跡と、道路地図情報２９に基づく道路形状とを比較して、マップマッチングを行ってもよい。

また位置同定部２７は、車両位置の同定の対象となる区間に含まれる参照用区間Ｉｉのうち、順位が低い、即ち分散Ｕｉが大きく、ＧＰＳの測位精度が低い参照用区間Ｉｉに対し、その参照用区間Ｉｉ内の車両位置を相対移動距離Δｄを用いて同定する（ステップＳ１４）。

このように参照用区間Ｉｉ内で同定された車両位置は、車両１００が検出する絶対位置座標の測位精度が低い区間がある場合に、その区間では絶対位置座標情報を排除して車両位置を算出することによって車両位置の同定精度を高めることができる。また車両１００が検出する絶対位置座標の精度が比較的高い区間では、正規化された相対移動距離Δｄ’を用いているため、自立航法の累積誤差の影響も低減することができる。車両位置が同定されたプローブ情報Ｐｒｂは、位置同定済み情報３１として位置同定情報記憶部３０に格納される。

そして支援情報生成部３２は、位置同定済み情報３１を用いて、必要に応じてさらに運転履歴又は走行履歴等の解析を行って支援情報を生成し、支援対象領域を走行する車両１００に対して、通信部２０を介して支援情報を送信する。このとき支援情報の元のデータとなる位置同定済み情報３１の車両位置の精度が高められているため、支援対象領域を走行する車両１００に対して、例えば事象発生位置が正しい的確な情報を送信することが可能となる。また支援対象領域を走行する車両であって、プローブ情報Ｐｒｂを送信する車両１００に対しても、上述した車両位置の同定を行えば、案内等が必要な地点に車両１００が到達したタイミングを判定できるので、その情報を、的確なタイミングで行うことができる。

以上説明したように、本実施の形態にかかる車両位置同定システム及び車両位置同定方法によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）電波航法により演算された絶対位置座標及び道路地図情報２９に基づく第１の距離ＬＡｊと、車速積分値に基づく第２の距離ＬＢｊとの差分絶対値Ｄｉｊは、ＧＰＳに基づく絶対位置座標の測位精度に応じて変動する。例えば高層ビルの間や山間部等、電波受信状況が良好でない環境においては、その差分絶対値Ｄｉｊは大きくなる傾向になる。そこで参照用区間Ｉｉに対して演算された差分絶対値Ｄｉｊに基づく分散Ｕｉに応じて、その参照用区間Ｉｉ内における車両位置の同定の方法が選択される。即ち、分散Ｕｉが小さい参照用区間Ｉｉについては、参照用区間Ｉｉ内の２地点の絶対位置座標及び相対移動距離Δｄを用いる方法が選択され、分散Ｕｉが大きい参照用区間Ｉｉについては、相対移動距離Δｄを用いる方法が選択される。従って、少なくともＧＰＳの電波受信状況が悪い区間については、車両位置の誤差要因となる情報を排除して車両位置の同定を行うことができるため、同定される車両位置の精度が高められる。

（２）分散Ｕｉが小さい参照用区間Ｉｉ、即ちＧＰＳの測位精度が良い参照用区間Ｉｉでは、絶対位置座標の間の車両位置は、車速積分値に基づく相対移動距離Δｄによって補間される。そして、車速積分値を用いた相対移動距離Δｄの演算では、車速積分値に、道路地図情報２９に基づく距離と、蓄積されたプローブ情報Ｐｒｂに基づく車速積分値との比率Ｋを乗算することで、車速積分値に基づく相対移動距離Δｄが正規化される。従って、例えば車線変更が頻繁に行われる領域に対応する参照用区間Ｉｉ、交差点近傍に対応する参照用区間Ｉｉのように、走行軌跡が車両によって異なる場合であっても、相対位置座標に含まれる累積誤差の影響を低減することができる。

（３）分散Ｕｉが小さい参照用区間Ｉｉについては、参照用区間Ｉｉ内の各地点で検出された絶対位置座標Ｐｉｊのうち、参照用区間Ｉｉの両側の端部に最も近い絶対位置座標Ｐｉｊを選択し、それらの間の車両位置を、正規化された相対移動距離Δｄ‘に基づき補間した。即ち、参照用区間Ｉｉ内の大部分の領域が正規化された相対移動距離Δｄ’で補間されるので、参照用区間Ｉｉの長さの設定次第で、比較的誤差が大きい絶対位置座標の影響を低減することができる。

（４）複数のプローブ情報Ｐｒｂから構成されるトリップ情報Ｔｒｐによって、それらのトリップ情報Ｔｒｐ毎に、第１の距離ＬＡｊ及び第２の距離ＬＢｊの差分絶対値Ｄｉｊが算出され、全ての差分絶対値Ｄｉｊを用いて分散Ｕｉが演算される。また、分散Ｕｉが小さい参照用区間Ｉｉに対しては、電波航法に基づく絶対位置座標を用いた車両位置の同定が行われる。このため、車両要因による誤差や、一時的な電波受信状況の不調等による誤差の影響を低減することができる。

（５）参照用区間Ｉｉの最大長さＬｍａｘは、電波航法の測定誤差範囲の直径２εを、車速に基づく相対移動距離の単位長さあたりの誤差αで除算した値とした。即ち、参照用区間Ｉｉ内の車両位置を相対移動距離のみで同定しても、そのときの累積誤差が、ＧＰＳの測位誤差範囲を超えない。即ち一つの参照用区間Ｉｉ内では、車速積分値に基づく相対移動距離のみを用いて同定された車両の位置の誤差を、電波航法のみによって同定された車両の位置の誤差よりも小さくすることができる。従って、電波航法の測位誤差が悪い場合には、車速積分値のみを用いて車両の位置を同定することで、車両位置の誤差を低減することができる。

（６）分散Ｕｉが大きい参照用区間Ｉｉでは、車速積分値に基づく相対移動距離Δｄのみによって車両位置が演算される。従って、絶対位置座標の測位精度が低い場合に、車両位置の誤差要因となる情報を排除して車両位置の同定を行うことができるため、少なくとも絶対位置座標を用いて車両位置を同定する場合に比べ、同定される車両位置の精度が高められる。

（７）第１距離演算部２４によって、第１の距離ＬＡｊは、道路地図情報２９に含まれる道路形状の情報に基づき、道路形状に沿って算出されるため、第１の距離ＬＡｊを、実際の距離に近付けることが可能となる。

（８）トリップ抽出部２２、参照用区間生成部２３、第１距離演算部２４、第２距離演算部２５、及び位置同定部２７は、プローブ・カー・システムを構成しプローブ情報Ｐｒｂを収集する位置同定装置１１に設けられる。即ち、情報収集装置によって、道路を走行する車両の位置を上記した方法で同定することができるので、大規模な装置群を用いて的確な交通案内情報等を生成することができる。

（第２の実施形態）
次に、車両位置同定システム及び車両位置同定方法の第２の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施の形態にかかる車両位置同定システムも、その基本的な構成は第１の実施の形態と同等であり、図面においても第１の実施の形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。

本実施形態では、車両位置同定システムを、車両に搭載されたシステムとして説明する。この車両位置同定システムは、自車両が走行した走行履歴情報を収集し、蓄積した過去の走行履歴情報に基づき、自車両の現在位置を同定する。

図１３に示すように、車両位置同定システムは、第１の実施形態と同様に、ＧＰＳ受信部１２、車速センサ１３、及びジャイロ１４を備える。また、車両位置同定システムは、車載制御部４０、及び道路地図情報記憶部２８を備える。車載制御部４０は、トリップ抽出部２２、参照用区間生成部２３、第１距離演算部２４、第２距離演算部２５、分散演算部２６、及び位置同定部２７を有する。さらに車両位置同定システムは、図１のプローブ情報記憶部２１に相当する走行履歴情報記憶部４１を備える。走行履歴情報記憶部４１には、自車両が走行した経路に関する走行履歴情報４２が格納される。

車載制御部４０は、統計の上で最低限必要な数の走行履歴情報が蓄積されると、車両位置の同定の前処理を第１の実施形態と同様に行う。このとき、自車両が異なるタイミングで生成した走行履歴情報４２を、第１の実施形態のプローブ情報Ｐｒｂと同様にして扱う。

そしてここでも、参照用区間Ｉｉの順位付けが行われた後、その順位付けされた参照用区間Ｉｉを走行するとき、順位が高い参照用区間Ｉｉ内では、電波航法により演算した絶対位置座標、及び自立航法により演算した相対位置座標に基づき自車両の位置を同定する。また順位が低い参照用区間Ｉｉ内では、自立航法により演算した相対位置座標に基づき自車両の位置を同定する。

以上説明したように、本実施の形態にかかる車両位置同定システム及び車両位置同定方法によれば、前記（１）〜（７）の効果の他に、以下の効果を得ることができる。
（９）トリップ抽出部２２、参照用区間生成部２３、第１距離演算部２４、第２距離演算部２５、分散演算部２６、及び位置同定部２７は、車両１００に設けられるため、自車両が走行したことのある区間については、自車位置の同定の精度を高めることができる。

（他の実施の形態）
なお、上記各実施の形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・図１４に示すように、プローブ情報Ｐｒｂは、ＧＰＳ衛星の衛星位置Ｐｒｂ６を含んでいてもよい。この場合、共通の条件の下で生成されたプローブ情報Ｐｒｂを取得する際に、その条件に、ＧＰＳ衛星の位置が共通であることも加えると、プローブ情報Ｐｒｂの間のＧＰＳに基づく絶対位置座標の測位精度のばらつきが抑制される。

・上記各実施形態では、位置同定装置１１が、プローブ情報Ｐｒｂに含まれる車速情報Ｐｒｂ３に基づき相対移動距離Δｄを算出するようにしたが、車載制御部１５が算出した移動距離、又は車速と方位とに基づき算出した相対位置座標を、プローブ情報Ｐｒｂに含めるようにしてもよい。

・相対移動距離Δｄを用いて車両の位置の同定を行う際は、車速の他に、プローブ情報Ｐｒｂに含まれる方位情報Ｐｒｂ４を用いて、直前の同定位置に対する相対移動位置を同定するようにしてもよい。

・位置同定システムは、位置同定部２７を、車両１００に設ける構成であってもよい。即ち、参照用区間Ｉｉの順位付けをサーバで行い、車両１００は、その順位と、順位に関連付けられた道路区間に関する情報をサーバから受信して、自車両の位置を同定してもよい。

・位置同定部２７は、オフライン処理で生成されたトリップ情報Ｔｒｐを用いた順位付けに基づき、同じトリップ情報Ｔｒｐを用いて、そのトリップ情報Ｔｒｐを送信した車両の位置の同定を行うようにしたが、これ以外のプローブ情報Ｐｒｂ又はトリップ情報Ｔｒｐを用いてもよい。例えば、車両位置の同定は、オフライン処理で用いられたトリップ情報Ｔｒｐとは別のプローブ情報Ｐｒｂ又はトリップ情報Ｔｒｐに対して車両位置の同定を行うようにしてもよい。例えば、順位付けには、プローブ情報記憶部２１に蓄積された所定数以上のプローブ情報Ｐｒｂを用い、車両位置の同定の対象を、新たに受信したプローブ情報Ｐｒｂの送信元である車両１００としてもよい。

・上記各実施形態では、トリップ情報Ｔｒｐｊ毎に差分絶対値Ｄｉｊを求め、これらの差分絶対値Ｄｉｊの分散Ｕｉを算出して分散Ｕｉの順位付けを行ったが、差分絶対値Ｄｉｊの平均値等に基づき順位付けを行ってもよい。

・上記各実施形態では、分散Ｕｉが小さい参照用区間内Ｉｉについては、参照用区間Ｉｉの両端に最も近い絶対位置座標を求め、その絶対位置座標の間を相対移動距離Δｄで補間したが、設定される絶対位置座標は、少なくとも参照用区間Ｉｉ内の２地点であればよい。

・上記各実施形態では、分散Ｕｉが小さい参照用区間Ｉｉについては、絶対位置座標及び正規化した相対移動距離Δｄ’を用いて車両位置を同定したが、データ数が少なく正規化ができない場合等には、正規化を必ずしも行う必要はなく、正規化されていない相対移動距離Δｄを用いてもよい。

・上記各実施形態では、位置同定済み情報３１を支援情報の生成に用いたが、同定した車両位置を、車両の挙動の把握等、その他の目的で用いてもよい。
・上記各実施形態では、分散Ｕｉが小さい場合に、絶対位置座標及び相対移動距離を用いた車両位置の同定を行い、分散Ｕｉが大きい場合に、相対移動距離のみを用いた車両位置の同定を行ったが、これ以外の手法で車両位置を同定してもよい。例えば、分散Ｕｉが小さい場合に、参照用区間Ｉｉ内の絶対位置座標のみを用いて車両位置の同定を行ってもよい。このとき例えば、各絶対位置座標を、道路地図情報２９に基づき道路上にマッピングするとともに、絶対位置座標の間は一定速度で走行しているものとして、プローブ情報Ｐｒｂの時刻情報Ｐｒｂ５に基づき車両位置を同定してもよい。又は各絶対位置座標を通る関数等を生成して車両位置を同定してもよい。また、分散Ｕｉが大きい場合であって、隣接する直前の参照用区間Ｉｉの分散Ｕｉも大きい場合、連続して相対移動距離に基づき車両位置を同定することになるため、補間的に、例えば１つのみ絶対位置座標を１つだけ用いてもよい。このとき、相対移動距離及び方位の変化量に基づく走行軌跡と道路地図情報２９とを比較することで、その絶対位置座標を道路上にマッチングすることが好ましい。

・第１の実施形態では、車両１００に、ＧＰＳ受信部１２、車速センサ１３、ジャイロ１４、車載制御部１５及び車載通信部１６を搭載し、車両からプローブ情報Ｐｒｂを送信するようにしたが、車両内で利用されるスマートフォン等の携帯情報端末からプローブ情報Ｐｒｂを送信する態様としてもよい。このとき、携帯情報端末は、ＧＰＳ受信部、速度センサ又は加速度センサ、方位センサ、通信部、及び車載制御部１５と同等に機能する制御部を備える。

１１…位置同定装置、１２…ＧＰＳ受信部、１３…車速センサ、１４…ジャイロ、１５，４０…車載制御部、１６…車載通信部、２０…通信部、２１…プローブ情報記憶部、２２…トリップ抽出部、２３…参照用区間生成部、２４…第１距離演算部、２５…第２距離演算部、２６…分散演算部、２７…位置同定部、２８…道路地図情報、２９・・・道路地図情報、３０…位置同定情報記憶部、３１…位置同定済みプローブ情報、３２…支援情報生成部、４２・・・走行履歴情報、１００…車両、１０１…道路、Ｐｒｂ・・・プローブ情報。

Claims (9)

1. 電波航法に基づく絶対位置座標、及び少なくとも車速に基づく相対位置座標を用いて車両の位置を同定する車両位置同定システムにおいて、
   車両から前記絶対位置座標及び車速を含む走行履歴情報を取得する履歴情報取得部と、
   取得した複数の走行履歴情報の間で走行領域が共通する参照用区間を設定する参照用区間生成部と、
   同一の車両についての前記参照用区間内の異なる地点で送信された２つの絶対位置座標を読み込み、それらの２つの前記絶対位置座標の間の距離を、道路地図情報に基づき第１の距離として算出する第１の距離演算部と、
   同じく前記２つの絶対位置座標を読み込み、それら２つの絶対位置座標の間の距離を、前記走行履歴情報に含まれる車速に基づき第２の距離として算出する第２の距離演算部と、
   前記第１の距離及び前記第２の距離の差分の絶対値に応じて、電波航法に基づく絶対位置座標を用いた車両位置の同定、及び車速積分値を用いた車両位置の同定、及びそれら電波航法に基づく絶対位置座標と車速積分値との両方を用いた車両位置の同定のうちの一つを選択的に行う位置同定部と、を備えることを特徴とする車両位置同定システム。
2. 前記位置同定部は、前記電波航法に基づく絶対位置座標と車速積分値との両方を用いた車両位置の同定に際し、前記第１の距離と前記第２の距離との差分の絶対値が小さい参照用区間については、前記参照用区間内の少なくとも一部の道路区間について前記取得された走行履歴情報に基づき算出された車速積分値と当該道路区間について前記道路地図情報から求めた距離との比率を求め、該求めた比率を、位置同定対象の前記走行履歴情報に基づく車速積分値に乗算して、前記２つの絶対位置座標の間の車両位置を同定する請求項１に記載の車両位置同定システム。
3. 前記位置同定部は、前記第１の距離と前記第２の距離との差分の絶対値が小さい参照用区間内の各地点で検出される絶対位置座標のうち、当該参照用区間の両側の端部に最も近い絶対位置座標を選択し、それらの間については、前記比率を前記車速積分値に乗算した相対移動距離で補間することによって車両位置を同定する請求項２に記載の車両位置同定システム。
4. 前記取得した走行履歴情報毎に、前記第１の距離及び前記第２の距離の差分の絶対値を算出するとともに、前記取得した走行履歴情報からそれぞれ算出された前記差分の絶対値を用いてそれらの分散を求める分散演算部を備え、分散が小さい前記参照用区間については、少なくとも前記絶対位置座標を用いて車両の位置を同定する請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両位置同定システム。
5. 前記参照用区間生成部は、車速積分値に基づく相対移動距離のみで位置同定したときの累積誤差を含む距離が、電波航法を用いた測位システム側の測位誤差範囲内となる長さに、前記参照用区間の長さを設定する請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両位置同定システム。
6. 前記位置同定部は、前記第１の距離及び前記第２の距離の差分の絶対値が大きい参照用区間については、車速積分値に基づく相対移動距離のみを用いて車両位置を同定する請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両位置同定システム。
7. 前記第１の距離演算部は、前記参照用区間内の各地点で検出される絶対位置座標のうち、当該参照用区間の両側の端部に最も近い絶対位置座標を選択するとともに、それらの選択した絶対位置座標を前記道路地図情報に基づき道路上の位置としてマッチングし、このマッチングした位置の間の距離を、前記道路地図情報に含まれる道路形状に沿って前記第１の距離として算出する請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両位置同定システム。
8. 前記履歴情報取得部、前記参照用区間生成部、前記第１の距離演算部、前記第２の距離演算部、及び前記位置同定部は、プローブ・カー・システムを構成してプローブ情報を収集する情報収集装置に対して設けられてなる請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両位置同定システム。
9. 電波航法に基づく絶対位置座標、及び少なくとも車速に基づく相対位置座標を用いて車両の位置を同定する車両位置同定方法において、
   履歴情報取得部が、車両から前記絶対位置座標及び車速を含む走行履歴情報を取得するステップと、
   参照用区間生成部が、取得した複数の走行履歴情報の間で走行領域が共通する参照用区間を設定するステップと、
   第１の距離演算部が、同一の車両についての前記参照用区間内の異なる地点で送信された２つの前記絶対位置座標を読み込み、それらの２つの前記絶対位置座標の間の距離を、道路地図情報に基づき第１の距離として算出するステップと、
   第２の距離演算部が、同じく前記２つの絶対位置座標を読み込み、それら２つの絶対位置座標の間の距離を、前記走行履歴情報に含まれる車速に基づき第２の距離として算出するステップと、
   位置同定部が、前記第１の距離及び前記第２の距離の差分の絶対値に応じて、電波航法に基づく絶対位置座標を用いた車両位置の同定、及び車速積分値を用いた車両位置の同定、及びそれら電波航法に基づく絶対位置座標と車速積分値との両方を用いた車両位置の同定のうちの一つを選択的に行うステップとを含むことを特徴とする車両位置同定方法。

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