JP6084779B2 - Ｇｐｓ情報を用いた相手車両位置把握方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両−車両通信を用いて車両間位置関係を正確に把握できるグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）情報を用いた相手車両位置把握方法に関する。

ＧＰＳの誤差は、通常５〜１５ｍで、最大３０ｍまであるため、一般的な車両安全技術で要求する性能を充分満足することができない。

ＧＰＳは、基準局のカバレージによってサービスを受けるに限界があり、商用ＧＰＳ補正信号の場合、サービスを受ける位置が基準局から遠いため、ＧＰＳを用いると言っても位置正確度を改善することができない問題点がある。
また、受信機ごとに測定した多数の衛星との距離データは誤差を含むので絶対座標の計算ができず、位置計算のためには基準局の位置情報が必要であるが、基準局と受信機の距離が遠くなるほど誤差が大きくなってしまう。

ＧＰＳ衛星から受信機が受信する情報は観測データである。この観測データは、代表的に“ＧＰＳ衛星の擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ；Ｐｓｕｄｏ Ｒａｎｄｏｍ Ｎｏｉｓｅ）コード、ＧＰＳ衛星の座標、及びＧＰＳ衛星と受信モジュール間の距離”が含まれる。

この観測データを用いてＧＰＳ受信機で後処理を行うことになり、後処理によって現在位置が受信機の地図上の座標で分るのである。しかし、前述したように、観測データ自体に誤差を含んでおり、さらに受信機の種類によっては受信機自体が内包する計算上の誤差も含み、結局最終データの誤差が大きくなってしまうのである。

近年、車両には各種の探知センサーが装備され、これにより前方を走行する相手車両（以降、単に「相手車両」と記す）との近接度を計算し、衝突前に予め対処するとか車両を自律走行するなどの衝突防止システムが開発されている。このとき、ＧＰＳによる位置情報を利用して車両同士の衝突事故を防止する車両衝突防止システムが提案されている〔例えば、特許文献１、２〕。

衝突防止システムを実行するには、各種のセンサー類と制御器を装着しなければならないが、ＧＰＳの情報を用いて相手車両の動きを把握して衝突を防止するには、ＧＰＳ情報の誤差を減らして正確に相手車両の位置、動きを把握することが必要である。

特開２００５−３３９４３２号公報 特開２００６−２４４３９５号公報

このような問題点を解決するためになされた本発明の目的は、自車両と相手車両との車両間位置関係および車両間距離の精度を改善したＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明によるＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握方法は、自車両と相手車両のＧＰＳ観測データ及びＧＰＳ後処理情報を受信する受信段階（Ｓ１００）と、受信されたＧＰＳ後処理情報を用いて相手車両が予め定めた範囲に入ったかを判断する判断段階（Ｓ２００）と、相手車両が予め定めた範囲に入った場合、自車両と相手車両のＧＰＳ観測データの中で共通した情報があるかを比較する比較段階（Ｓ３００）と、共通したＧＰＳ観測データがあるか判定する段階（Ｓ４００）と、共通したＧＰＳ観測データがある場合、自車両と相手車両のＧＰＳ観測データの中で共通した情報を用いて相手車両との近接程度を計算する計算段階（Ｓ５００）と、を含んで構成され、共通したＧＰＳ観測データがない場合、自車両と相手車両のＧＰＳ後処理情報を用いて相手車両との近接程度を計算する補助計算段階（Ｓ６００）をさらに含むことを特徴とする。

ＧＰＳ観測データは、ＧＰＳ衛星の擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）コード、ＧＰＳ衛星の座標、及びＧＰＳ衛星と車両の受信モジュール間の距離などである。

ＧＰＳ後処理情報は、受信時間、及び地図上の計算された座標などである。

判断段階の予め定めた範囲は、車両間の距離と方向によって決めることことができる。

比較段階は、相手車両が予め定めた範囲に入った場合、自車両と相手車両のＧＰＳ観測データの中で擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）コードが一致する衛星があるかを比較する。

計算段階は、自車両と相手車両のＧＰＳ観測データの中で共通した擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）コードを持つ衛星のＧＰＳ観測データを用いて相手車両との近接程度を計算する。
さらに、計算段階は、共通した擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）コードを持つ衛星の“ＧＰＳ衛星座標、及びＧＰＳ衛星と車両の受信モジュール間の距離”情報を用いて相手車両との近接程度を計算する。

本発明のＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握方法によれば、車両−車両通信を用いて車両間の位置を正確に把握することができる。すなわち、自車両と相手車両のＧＰＳ情報のうち共通した情報のみを抽出して相対的な距離や位置を把握することで、ＧＰＳ情報そのものが持つ誤差の限界を克服することができる。

本発明のＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握方法を遂行する一実施形態のブロック図である。 本発明のＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握方法を遂行するフローチャートである。

以下、本発明のＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握方法を、好適な実施形態を挙げ、添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明のＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握方法を遂行する一実施形態のブロック図であり、図２は、ＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握方法を遂行するフローチャートである。

本発明のＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握方法を遂行するためのシステムは、自車両での通信モジュールと制御部とから構成され、通信モジュールにはＧＰＳ情報によって位置を計算するＧＰＳチップを有し、制御部には相手車両との位置を計算するための計算モジュールを有している。

このような構成でなるＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握方法は、自車両と相手車両のＧＰＳ観測データとＧＰＳ後処理情報を受信する受信段階（Ｓ１００）、受信されたＧＰＳ後処理情報を用いて相手車両が予め定めた範囲（一定範囲）に入ったかどうかを判断する判断段階（Ｓ２００）、相手車両が一定範囲に入った場合に、自車両と相手車両のＧＰＳ観測データの中で共通した情報があるかを比較する比較段階（Ｓ３００）、及び自車両と相手車両のＧＰＳ観測データの中で共通した情報を用いて相手車両との近接程度を計算する計算段階（Ｓ５００）とを含んで構成される。

すなわち、本発明では、相手車両との通信によって相手車両で受信したＧＰＳ情報を自車両のＧＰＳ情報とともに用いている。相手車両のＧＰＳ情報は、観測データと後処理情報の両方である。

そして、相手車両のＧＰＳ後処理情報と自車両のＧＰＳ後処理情報を用いて相手車両の位置または離隔距離を計算し、相手車両が自車両からの一定範囲内に入っているかを判断することになる。この過程では、処理されたＧＰＳ後処理情報の具体的な位置を用いるので、誤差を内包しながらも早い判断が可能である。

相手車両が一定範囲に入ると、その車両のみを選択して詳細に分析する。すなわち、自車両と相手車両のＧＰＳ観測データの中で共通した情報があるかを比較し、自車両と相手車両のＧＰＳ観測データの中で共通した情報を用いて相手車両との近接程度を実時間で計算することで、相手車両と自車両の衝突危険性を判断することができる。

自車両と相手車両に共通したＧＰＳ観測データがない場合には、自車両と相手車両のＧＰＳ後処理情報を用いて相手車両との近接程度を計算する補助計算段階（Ｓ６００）をさらに有することができる。

従って、ＧＰＳ後処理情報を用いて危険対象群を早く探索し、探索された対象群をＧＰＳ観測データを用いて共通データを引き出して詳細に比較することで全体的な演算の遂行量を大幅に減少させ、共通したＧＰＳ観測データを用いることで絶対的な誤差を小さくして、相対的に誤差が殆どないようにするものである。すなわち、それぞれの車両の受信機で受信したＧＰＳ位置情報は、それなりに絶対的な誤差の値を持っていると言えるが、その情報を相対的に比較したとき、相対値の比較概念として絶対値が持っている誤差が互いに相殺されるのである。

ＧＰＳ観測データは、ＧＰＳ衛星の擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）コード、ＧＰＳ衛星の座標、及びＧＰＳ衛星と車両の受信モジュール間の距離を含み、ＧＰＳ後処理情報は、受信時間、及び地図上の計算された座標を含むことができる。
そして、判断段階（Ｓ２００）の一定範囲は車両間の距離と方向によって決まるようにすることができる。

相手車両との具体的な比較の方法としては、比較段階（Ｓ３００）は、相手車両が一定範囲に入ったとき、自車両と相手車両のＧＰＳ観測データの中でＰＲＮコードが一致する衛星があるかを比較し、計算段階（Ｓ５００）は、自車両と相手車両のＧＰＳ観測データの中で共通したＰＲＮコードを持つ衛星のＧＰＳ観測データを用いて相手車両との近接程度を計算する。

具体的に、計算段階（Ｓ５００）は、共通したＰＲＮコードを持つ衛星の“ＧＰＳ衛星座標、ＧＰＳ衛星と車両の受信モジュール間の距離”情報を用いて相手車両との近接程度を計算する。

共通したＧＰＳの観測データとは、複数の衛星から受信したデータの中で共通した情報を言い、これは衛星のＰＲＮコードを対照することで、共通した衛星の情報を選別することができる（Ｓ４００）。

共通した衛星が存在したら、該当する衛星の情報である“ＧＰＳ衛星座標、及びＧＰＳ衛星と車両の受信モジュール間の距離”情報を用いて自車両と相手車両の地図上の離隔距離と方向などを導き出すことができる。これにより自車両を基準として相手車両の動きを予想することも可能となる（Ｓ５００）。

一方、共通した衛星が存在しない場合には、多少の誤差を勘案しても相手車両と自車両のＧＰＳ後処理情報を用いて把握するしかない（Ｓ６００）。

このような自車両と相手車両の位置把握によって車両の衝突危険警告や自律走行または走行安全装置などのターゲットサービスを実行する実行段階（Ｓ７００）に入る。

本発明を、特定の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、以下の特許請求範囲によって決まるものであり、当該分野で通常の知識を持った者が、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で多様に改良及び変化できることはいうまでもない。

本発明は、車両−車両通信を用いて車両間の位置関係を高い精度で把握でき、ＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握の方法に適用可能である。

Ｓ１００：（ＧＰＳ観測データとＧＰＳ後処理情報の）受信段階
Ｓ２００：（相手車両が一定範囲に入ったかどうかの）判断段階
Ｓ３００：（ＧＰＳ観測データで一致する衛星があるかの）比較段階
Ｓ５００：（ＧＰＳ観測データによる相手車両との近接程度を計算する）計算段階
Ｓ４００：（共通した衛星情報の）選別段階
Ｓ６００：（ＧＰＳ後処理情報による相手車両との近接程度を計算する）補助計算段階
Ｓ７００：（ターゲットサービスの）実行段階

Claims (7)

1. 自車両と相手車両のＧＰＳ観測データ及びＧＰＳ後処理情報を受信する受信段階（Ｓ１００）と、
   受信されたＧＰＳ後処理情報を用いて相手車両が予め定めた範囲に入ったかを判断する判断段階（Ｓ２００）と、
   相手車両が予め定めた範囲に入った場合、自車両と相手車両のＧＰＳ観測データの中で共通した情報があるかを比較する比較段階（Ｓ３００）と、
   共通したＧＰＳ観測データがあるか判定する段階（Ｓ４００）と、
   共通したＧＰＳ観測データがある場合、自車両と相手車両のＧＰＳ観測データの中で共通した情報を用いて相手車両との近接程度を計算する計算段階（Ｓ５００）と、を含んで構成され、
   共通したＧＰＳ観測データがない場合、自車両と相手車両のＧＰＳ後処理情報を用いて相手車両との近接程度を計算する補助計算段階（Ｓ６００）をさらに含むことを特徴とするＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握方法。
2. 前記ＧＰＳ観測データは、ＧＰＳ衛星の擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）コード、ＧＰＳ衛星の座標、及びＧＰＳ衛星と車両の受信モジュール間の距離を含むことを特徴とする請求項１に記載のＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握方法。
3. 前記ＧＰＳ後処理情報は、受信時間、及び地図上の計算された座標を含むことを特徴とする請求項１に記載のＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握方法。
4. 前記判断段階（Ｓ２００）の予め定めた範囲は、車両間の距離と方向によって決められることを特徴とする請求項１に記載のＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握方法。
5. 前記比較段階（Ｓ３００）は、相手車両が予め定めた範囲に入った場合、自車両と相手車両のＧＰＳ観測データの中で擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）コードが一致する衛星があるかを比較することを特徴とする請求項１に記載のＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握方法。
6. 前記計算段階（Ｓ５００）は、自車両と相手車両のＧＰＳ観測データの中で共通した擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）コードを持つ衛星のＧＰＳ観測データを用いて相手車両との近接程度を計算することを特徴とする請求項５に記載のＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握方法。
7. 前記計算段階（Ｓ５００）は、共通した擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）コードを持つ衛星の“ＧＰＳ衛星座標、及びＧＰＳ衛星と車両の受信モジュール間の距離”情報を用いて相手車両との近接程度を計算することを特徴とする請求項６に記載のＧＰＳ情報を用いた相手車両位置把握方法。
   

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