JP6303865B2 - 無線通信装置および無線測位システム - Google Patents

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Description

本発明は、無線通信により測位を行う無線通信装置および無線測位システムに関する。
従来、基準局付近の道路上を移動する移動体に搭載された無線通信装置(以下、移動体通信装置という)が、基準局から定期的に送信される無線ビーコンを受信したときの受信信号強度を検出することにより、移動体通信装置の現在位置を計測する技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2013−257306号公報
しかし、特許文献1に記載の技術では、移動体通信装置が無線ビーコンを受信するため、移動体通信装置の固体差により、無線ビーコンを受信したときの受信信号強度の検出値が移動体通信装置毎に異なる可能性がある。このため、移動体通信装置による現在位置の計測値が、移動体通信装置の固体差に応じて変動してしまうおそれがあった。
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、移動体通信装置の個体差に依存しない測位を可能とする技術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なされた無線通信装置は、移動体に搭載されて無線通信を行う移動体通信装置から送信されるデータを直接無線通信により受信する機能を備える。また、請求項1に記載の無線通信装置は、情報受信手段と、第1検出手段と、基準情報記憶手段と、第1作成手段と、第1対応関係決定手段と、第1位置決定手段と、位置送信手段とを備える。
情報受信手段は、移動体通信装置と当該無線通信装置との間の相対距離に関連する情報である第1相対距離関連情報を移動体通信装置から直接無線通信により受信する。そして第1検出手段は、情報受信手段が第1相対距離関連情報を受信したときの無線受信状況を検出する。また基準情報記憶手段は、第1検出手段により検出される無線受信状況と、移動体通信装置の位置に関連する情報である位置関連情報との対応関係が2点以上設定された対応関係基準情報を記憶する。
そして第1作成手段は、第1検出手段により検出された複数の無線受信状況と、情報受信手段が受信した複数の第1相対距離関連情報との対応関係を示す第1対応関係情報を作成する。その後に第1対応関係決定手段は、対応関係基準情報と第1対応関係情報とを比較することにより、位置関連情報と第1相対距離関連情報との対応関係を決定する。さらに第1位置決定手段は、第1対応関係決定手段により決定された、位置関連情報と第1相対距離関連情報との対応関係と、第1検出手段により検出された現在の無線受信状況とに基づいて、移動体通信装置の現在の位置である移動体現在位置を決定する。そして位置送信手段は、第1位置決定手段により決定された移動体現在位置を示す測位情報を移動体通信装置へ送信する。
このように構成された無線通信装置では、移動体通信装置から送信されるデータを直接無線通信により受信したときの無線受信状況を当該無線通信装置が検出することにより、移動体通信装置の現在の位置を決定することができる。このため、無線通信装置によれば、移動体通信装置における無線受信状況の検出性能の個体差によらず、移動体の測位を行うことができる。
また、上記目的を達成するためになされた無線測位システムは、無線通信装置である第1無線通信装置と、移動体通信装置である第2無線通信装置とを備える。
このように構成された無線測位システムは、無線通信装置を備えたものであり、無線通信装置と同様の効果を得ることができる。
第1実施形態の無線測位システム1の構成を示す図である。 基準局2の構成を示すブロック図である。 車載装置3の構成を示すブロック図である。 管理サーバ4の構成を示すブロック図である。 第1実施形態の車側送受信処理を示すフローチャートである。 第1実施形態の基準局側送受信処理を示すフローチャートである。 第1実施形態のサーバ側送受信処理を示すフローチャートである。 基準軌跡を示す図である。 基準軌跡とプローブ軌跡を用いた位置決定方法を説明する図である。 第2実施形態の無線測位システム101の構成を示す図である。 基準局102の構成を示すブロック図である。 第2実施形態の基準局側送受信処理を示すフローチャートである。 第3実施形態の車載装置3の構成を示すブロック図である。 第3実施形態の車側送受信処理を示すフローチャートである。
(第1実施形態)
以下に本発明の第1実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の無線測位システム1は、図1に示すように、道路の付近に設置されて直接無線通信を行う複数の基準局2(図1では2台の基準局2a,2bを示す)と、自動車に搭載されて直接無線通信を行う車載装置3(図1では3台の車載装置3a,3b,3cを示す)と、車載装置3の位置を測定するためのデータを管理する管理サーバ4とから構成されている。
基準局2は、図2に示すように、直接無線通信機11、広域無線通信機12および制御部13を備える。
直接無線通信機11は、車載装置3との間で直接無線通信を行う。広域無線通信機12は、広域無線通信網NWを介して、管理サーバ4との間でデータ通信を行う。制御部13は、CPU21、ROM22およびRAM23を備え、ROM22が記憶するプログラムに基づく処理をCPU21が実行することにより、直接無線通信機11と広域無線通信機12を制御する。
車載装置3は、図3に示すように、車速センサ31、位置検出器32、直接無線通信機33および制御部34を備える。
車速センサ31は、車軸の回転に応じて所定角度毎にローレベルからハイレベルに変化する車速パルスを出力する。制御部34は、この車速パルスに基づいて、当該車載装置3が搭載されている車両(以下、自車両という)の速度を算出する。
位置検出器32は、GPS衛星からの衛星信号を受信するGPS受信機、車輪の回転から自車両の走行距離を検出する距離センサおよび方位センサ等のセンサ類の複数により構成され、これらセンサ類から得られる信号に基づき、自車両の位置および進行方位を検出する。そして、位置検出器32の検出結果は制御部34に入力される。
なお、位置検出器32が備えているGPS受信機は、RTK−GPS(Real Time Kinematics Global Positioning System)方式を利用している。RTK−GPS方式では、GPSの固定基準局から受信する補正情報を用いて、GPS衛星から受信した信号に基づく検出結果を補正することにより、数cmの精度で位置を検出することができる。
位置検出器32は、位置検出結果の検出精度を算出して、この位置検出精度を示す位置精度情報を制御部34へ出力する。具体的には、位置検出器32は、GPSの固定基準局から受信した補正情報を用いて位置を検出している状態(以下、RTK−FIX状態という)である場合には、予め設定されているRTK−FIX検出精度(本実施形態では2cm)を検出精度として算出する。一方、位置検出器32は、RTK−FIX状態でない場合には、RTK−FIX状態から外れている状態が継続している継続時間と、上記センサ類(距離センサおよび方位センサ等)の検出精度とに基づいて、継続時間が長くなるほど検出誤差を累積し、この検出誤差を検出精度として算出する。
直接無線通信機33は、基準局2との間で直接無線通信を行う。
制御部34は、CPU41、ROM42、およびRAM43を備え、ROM42が記憶するプログラムに基づく処理をCPU41が実行することにより、直接無線通信機33を制御する。
また制御部34は、車速センサ31から車速パルスが入力する毎に、RAM43に予め設けられている車速パルスカウンタをインクリメント(1加算)する処理を行う。
管理サーバ4は、図4に示すように、広域無線通信機51、地図データ記憶装置52および制御部53を備える。
広域無線通信機51は、広域無線通信網NWを介して、基準局2との間でデータ通信を行う。
地図データ記憶装置52は、地図データ(ノードデータ、リンクデータ、道路データ、地形データ、マークデータ、交差点データ、一時停止地点データ、施設のデータ等)を記憶する。
制御部53は、CPU61、ROM62、およびRAM63を備え、ROM62が記憶するプログラムに基づく処理をCPU61が実行することにより、広域無線通信機51を制御する。また、制御部53のRAM63には、複数の基準局2それぞれに関する基準軌跡情報(後述)が記憶されている。
このように構成された無線測位システム1において、基準局2は基準局側送受信処理(後述)を実行し、車載装置3は車側送受信処理(後述)を実行し、管理サーバ4はサーバ側送受信処理(後述)を実行する。
まず、車載装置3のCPU41が実行する車側送受信処理の手順を説明する。この車側送受信処理は、CPU41の動作中において繰り返し実行される処理である。
この車側送受信処理が実行されると、CPU41は、図5に示すように、まずS10にて、自車両情報(後述)を前回送信してから予め設定された定期送信周期が経過したか否かを判断する。ここで、前回の送信から定期送信周期が経過していない場合には(S10:NO)、S40に移行する。
一方、前回の送信から定期送信周期が経過した場合には(S10:YES)、S20にて、自車両情報を作成する。自車両情報は、車両識別情報と、車種情報と、車速パルス積算値情報と、送信電力情報と、自車両位置情報と、上記の位置精度情報とを含む。
車両識別情報は、自車両を識別するための情報である。車種情報は、自車両の車種を示す情報である。車速パルス積算値情報は、車速パルスカウンタの値(以下、車速パルス積算値という)を示す情報である。送信電力情報は、車載装置3の直接無線通信機33が自車両情報を送信するときの送信電力を示す情報である。自車両位置情報は、位置検出器32が検出した現在位置(以下、GPS位置という)を示す情報である。
さらにS30にて、S20で作成した自車両情報を直接無線通信機33に送信させ、S40に移行する。
そしてS40に移行すると、基準局2から測位情報(後述)を受信したか否かを判断する。ここで、測位情報を受信していない場合には(S40:NO)、車側送受信処理を一旦終了する。一方、測位情報を受信した場合には(S40:YES)、S50にて、受信した測位情報に含まれる車両識別情報に基づいて、受信した測位情報が自車両宛であるか否かを判断する。
ここで、測位情報が自車両宛でない場合には(S50:NO)、S60にて、受信した測位情報を破棄し、車側送受信処理を一旦終了する。一方、測位情報が自車両宛である場合には(S50:YES)、S70にて、受信した測位情報をRAM43に記憶して、車側送受信処理を一旦終了する。
次に、基準局2のCPU21が実行する基準局側送受信処理の手順を説明する。この基準局側送受信処理は、CPU21の動作中において繰り返し実行される処理である。
この基準局側送受信処理が実行されると、CPU21は、図6に示すように、まずS110にて、車載装置3から自車両情報を受信したか否かを判断する。ここで、自車両情報を受信していない場合には(S110:NO)、S140に移行する。
一方、自車両情報を受信した場合には(S110:YES)、S120にて、受信した自車両情報の受信信号強度RSSIを検出する。その後S130にて、S120で検出した受信信号強度RSSIを示す受信信号強度情報を、S110で受信した自車両情報とともに、管理サーバ4へ送信し、S140に移行する。
そしてS140に移行すると、管理サーバ4から測位情報(後述)を受信したか否かを判断する。ここで、測位情報を受信していない場合には(S140:NO)、基準局側送受信処理を一旦終了する。一方、測位情報を受信した場合には(S140:YES)、S150にて、管理サーバ4から受信した測位情報を直接無線通信機11に送信させ、基準局側送受信処理を一旦終了する。
次に、管理サーバ4のCPU61が実行するサーバ側送受信処理の手順を説明する。このサーバ側送受信処理は、CPU61の動作中において繰り返し実行される処理である。
このサーバ側送受信処理が実行されると、CPU61は、図7に示すように、まずS210にて、受信信号強度情報と自車両情報を基準局2から受信したか否かを判断する。ここで、受信信号強度情報と自車両情報を受信していない場合には(S210:NO)、サーバ側送受信処理を一旦終了する。
一方、受信信号強度情報と自車両情報を受信した場合には(S210:YES)、S220にて、プローブ軌跡を作成する。具体的には、まず、S210で受信した自車両情報に含まれる車両識別情報により特定される車両(以下、対象車両という)について、対象車両の自車両情報を最初に受信した時点からの対象車両の移動距離(以下、対象車両移動距離という)を算出する。なお、対象車両の移動距離は、自車両情報を受信した時刻と、自車両情報に含まれる車速パルス積算値情報とを用いて算出することができる。
さらに、S210で受信した受信信号強度情報が示す受信信号強度と、S210で受信した自車両情報に含まれる自車両位置情報が示すGPS位置とを関連付ける。
そして、正規化した受信信号強度RSSI[dBm]を下式(1)により算出する。なお下式(1)において、RSSI[dBm]は、S210で受信した受信信号強度情報が示す受信信号強度である。P[dBm]は、S210で受信した自車両情報に含まれる送信電力情報が示す送信電力である。RSSI[dBm]は、正規化した受信信号強度RSSI(以下、正規化受信信号強度RSSIという)である。
RSSI = RSSI − P ・・・(1)
例えば、送信電力P=10dBmであり、受信信号強度RSSI=−20dBmである場合には、正規化受信信号強度RSSI=−30dBmである。
そして、対象車両の自車両情報を最初に受信した時点から現時点までの、正規化受信信号強度RSSIと対象車両移動距離との対応関係を上記プローブ軌跡として作成する。なお、正規化受信信号強度RSSIには、GPS位置を示す座標値(例えば、緯度と経度)が関連付けられている。すなわち、上記プローブ軌跡は、対象車両移動距離と正規化受信信号強度RSSIとの対応関係だけでなく、対象車両移動距離とGPS位置との対応関係も示している。
その後S230にて、RAM63に記憶されている基準軌跡情報の中から、S210で受信した受信信号強度情報を送信した基準局2に関するものであり且つ対象車両と同じ車種に関するものを取得する。
基準軌跡は、基準局2付近の道路上で基準局2から最も近い地点を基点としてこの道路上を走行した距離(以下、基準移動距離という)と、基準局2に関するプローブ量(本実施形態では、正規化受信信号強度RSSI)との対応関係を示すものである(図8を参照)。また、基準軌跡の正規化受信信号強度RSSIには、位置を特定するための座標値(以下、位置座標値という)が関連付けられている。すなわち、基準軌跡は、基準移動距離と正規化受信信号強度RSSIとの対応関係だけでなく、基準移動距離と位置座標値との対応関係も示している。
基準局2の基準軌跡情報は、車種毎、進行方向毎および車線毎に設けられている。なお進行方向とは、当該道路の上り車線を走行しているか、下り車線を走行しているかを区別するものである。
基準軌跡は、基準局2付近の道路上において基準局2に最も近い地点でプローブ量が最大となる。なお基準軌跡は、基準局2に最も近い地点から遠ざかるにつれてプローブ量が徐々に小さくなるとは限らず、周辺の建築物での反射、または回折などを反映して、極大点を有する場合がある。
また、複数の基準局2の基準軌跡はそれぞれ、互いに異なる基準局2の基準軌跡と、対象とする領域が重複しないように設けられており、地図上において予め設定された道路分岐(例えば交差点)を境界として分割されている。
そしてS240にて、S230で取得した基準軌跡情報で示される基準軌跡上に、S220で作成したプローブ軌跡を重ね合わせて(図9を参照)、予め設定された軌跡一致判定値以上の一致度で一致している部位があるか否かを判断する。ここで、軌跡一致判定値以上の一致度で一致している部位がない場合には(S240:NO)、S280に移行する。一方、軌跡一致判定値以上の一致度で一致している部位がある場合には(S240:YES)、S250にて、基準軌跡における任意の特徴点CPから現時点までの移動距離TD(図9を参照)を算出する。なお特徴点CPは、プローブ量が例えば最大、最小、極大、極小となる点である。
そしてS260にて、特徴点CPから現時点までの移動距離TDに基づいて、基準軌跡において移動距離TDに対応する位置座標値を抽出し、位置座標値が示す位置を対象車両の現在位置として特定する。その後S270にて、測位情報を作成し、この測位情報を、S210で受信した受信信号強度情報を送信した基準局2へ送信し、S280に移行する。なお測位情報は、S260で特定した現在位置を示す対象車両位置情報と、S210で受信した自車両情報に含まれる車両識別情報とを含む。
そしてS280に移行すると、対象車両の現在位置と、地図データ記憶装置52に記憶されている地図データとに基づいて、対象車両が軌跡分割点に到達したか否かを判断する。なお軌跡分割点は、片側複数車線の道路における車線の境界、または地図上の道路分岐(例えば交差点)である。またS280では、対象車両の現在位置として、S210で受信した自車両情報に含まれる自車両位置情報が示す位置、またはS260で算出した位置を用いる。
ここで、対象車両が軌跡分割点に到達していない場合には(S280:NO)、サーバ側送受信処理を一旦終了する。一方、対象車両が軌跡分割点に到達した場合には(S280:YES)、S290にて、S220で作成したプローブ軌跡に、S210で受信した自車両情報に含まれる車両識別情報を付加し、車両識別情報が付加された状態のプローブ軌跡をRAM63に記憶する。
そしてS300にて、S210で受信した自車両情報に含まれる位置精度情報が示す精度(以下、対象車両位置精度という)が予め設定された更新判定値(本実施形態では、例えば10cm)未満であるか否かを判断する。
ここで、対象車両位置精度が更新判定値以上である場合には(S300:NO)、サーバ側送受信処理を一旦終了する。一方、対象車両位置精度が更新判定値未満である場合には(S300:YES)、S310にて、S220で作成したプローブ軌跡と同じ基準局、車種、車線および進行方向を有する基準軌跡を、S220で作成されたプローブ軌跡を用いて更新して、サーバ側送受信処理を一旦終了する。具体的には、本実施形態では例えば、これまでに作成したプローブ軌跡を、同じ基準局、車種、車線および進行方向を有するもので分類し、分類したプローブ軌跡毎に、プローブ軌跡の正規化受信信号強度RSSIの平均値を算出し、この平均値を基準軌跡とする。但し、分散が予め設定された除外判定値以上であるプローブ軌跡を除外した上で平均値を算出する。また、同じ基準局、車種、車線および進行方向を有する基準軌跡が存在しない場合には、S220で作成されたプローブ軌跡を、新規の基準軌跡としてRAM63に記憶する。
このように構成された無線測位システム1では、基準局2の直接無線通信機11が、自車両情報に含まれる車速パルス積算値情報を、車載装置3から直接無線通信により受信する。そして基準局2は、自車両情報を受信したときの受信信号強度RSSIを検出する(S120)。また管理サーバ4のRAM63が、正規化受信信号強度RSSIと、基準局2付近の道路上で基準局2から最も近い地点を基点としてこの道路上を走行した距離(上記の基準移動距離であり、道路上での位置に相当する)との対応関係が2点以上設定された基準軌跡を示す基準軌跡情報を記憶する。
そして管理サーバ4は、複数の正規化受信信号強度RSSIと、複数の対象車両移動距離との対応関係を示すプローブ軌跡を作成する(S220)。その後に管理サーバ4は、基準軌跡とプローブ軌跡とを比較することにより、基準移動距離と対象車両移動距離との対応関係を決定する(S240)。さらに管理サーバ4は、基準移動距離と対象車両移動距離との対応関係と、検出された現在の正規化受信信号強度RSSIとに基づいて、車載装置3の現在の位置を決定する(S250,S260)。そして基準局2は、車載装置3の現在の位置を示す測位情報を車載装置3へ送信する(S270)。
このように構成された無線測位システム1では、車載装置3から送信されるデータを直接無線通信により受信したときの受信信号強度RSSIを基準局2が検出することにより、車載装置3の現在の位置を決定することができる。このため、無線測位システム1によれば、車載装置3における受信信号強度RSSIの検出性能の個体差によらず、車載装置3を搭載する車両の測位を行うことができる。また、管理サーバ4が車載装置3の現在位置を計測する処理を行うため、車載装置3が自身の現在位置を計測する必要がなくなり、車載装置3の処理負荷を低減することができる。
また、基準局2の直接無線通信機11は、予め設定された設置位置に固定して設置されており、基準軌跡情報における基準移動距離は、基準局2の付近に敷設されている道路上の位置を示す情報である。そして、車載装置3が送信する車速パルス積算値情報は、基準局2の付近に敷設されている道路上で自車両が移動した移動距離を算出可能な情報である。 これにより、自車両の車載装置3は、1機の基準局2と直接無線通信を行うことにより、当該車載装置3の現在の位置を決定することができる。これは、自車両の位置が、基準局2の付近に敷設されている道路上に限定されるからである。
また、基準局2の直接無線通信機11は、さらに、車載装置3が自車両情報(車速パルス積算値情報)を送信するときの送信電力を示す送信電力情報を車載装置3から直接無線通信により受信する。そして基準局2は、自車両情報を受信したときの受信信号強度RSSIを検出する(S120)。さらに管理サーバ4は、送信電力情報が示す送信電力と、検出した受信信号強度RSSIとを用いて、車載装置3から送信されるデータが基準局2に受信されるまでに減少する電力を反映した正規化受信信号強度RSSIを算出し、この正規化受信信号強度RSSIを採用して、プローブ軌跡を作成する(S220)。
これにより、車載装置3がデータを送信するときの送信電力が車載装置3毎に異なる場合であっても、送信電力によって測位精度が大きく変動してしまうという事態の発生を抑制することができる。
また管理サーバ4は、作成されたプローブ軌跡を用いて基準軌跡情報を更新する(S300)。これにより、基準局2の周辺状況の変化により基準局2の無線受信状況が変化した場合であっても、この変化に対応して基準軌跡情報を修正することができる。
また、基準局2の基準軌跡情報は、道路の車線毎に設けられているとともに、地図上において予め設定された道路分岐で分割された複数の領域毎に設けられている。また、基準局2の直接無線通信機11は、さらに、車載装置3の現在位置を示す自車両位置情報を車載装置3から直接無線通信により受信する。そして管理サーバ4は、自車両位置情報に基づいて、車載装置3が車線の境界または道路分岐に到達したか否かを判断し(S280)、車載装置3が車線の境界または道路分岐に到達したと判断した場合に(S280:YES)、作成されたプローブ軌跡を用いて基準軌跡情報を更新する(S310)。これにより、異なる車線または異なる上記領域を対象として作成されたプローブ軌跡を用いて基準軌跡情報が更新されてしまうという事態の発生を抑制することができる。
また、基準軌跡情報は、さらに、車載装置3が検出した自身の現在位置を示す位置座標値と、基準移動距離との対応関係が2点以上設定されている。そして、基準局2の直接無線通信機11は、さらに、車載装置3の位置の精度を示す位置精度情報を車載装置3から直接無線通信により受信する。そして管理サーバ4は、位置精度情報が示す精度(対象車両位置精度)が予め設定された更新判定値未満であるか否かを判断し(S300)、対象車両位置精度が更新判定値未満である場合に(S300:YES)、作成されたプローブ軌跡を用いて基準軌跡情報を更新する(S310)。これにより、上記の位置座標値の位置精度が低いプローブ軌跡を用いて基準軌跡情報が更新されてしまうという事態の発生を抑制することができる。
以上説明した実施形態において、基準局2および管理サーバ4は本発明における無線通信装置、車載装置3は本発明における移動体通信装置、直接無線通信機11は本発明における情報受信手段、S120の処理は本発明における第1検出手段、RAM63は本発明における基準情報記憶手段である。
また、S220の処理は本発明における第1作成手段、S240の処理は本発明における第1対応関係決定手段、S250,S260の処理は本発明における第1位置決定手段、S270の処理は本発明における位置送信手段、S280,S300,S310の処理は本発明における基準情報更新手段である。
(第2実施形態)
以下に本発明の第2実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の無線測位システム101は、図10に示すように、道路の付近に設置されて直接無線通信を行う複数の基準局102(図10では2台の基準局102a,102bを示す)と、自動車に搭載されて直接無線通信を行う車載装置103(図10では3台の車載装置103a,103b,103cを示す)とから構成されている。
基準局102は、図11に示すように、直接無線通信機111、地図データ記憶装置112および制御部113を備える。
直接無線通信機111は、車載装置103との間で直接無線通信を行う。地図データ記憶装置112は、第1実施形態の地図データ記憶装置52と同様に、地図データを記憶する。
制御部113は、CPU121、ROM122およびRAM123を備え、ROM122が記憶するプログラムに基づく処理をCPU121が実行することにより、直接無線通信機111を制御する。また、制御部112のRAM123には、制御部112を搭載した基準局102に関する基準軌跡が、車両の車種、車線および進行方向で分類されて記憶されている。
車載装置103は、第1実施形態の車載装置3と同様に、車速センサ31、位置検出器32、直接無線通信機33および制御部34を備える(図3を参照)。
このように構成された無線測位システム101において、基準局102は基準局側送受信処理を実行し、車載装置103は車側送受信処理を実行する。
車載装置103が実行する車側送受信処理は、第1実施形態の車載装置3が実行する車側送受信処理と同じである。
次に、基準局102のCPU121が実行する基準局側送受信処理の手順を説明する。この基準局側送受信処理は、CPU121の動作中において繰り返し実行される処理である。
この基準局側送受信処理が実行されると、CPU121は、図12に示すように、まずS410にて、車載装置103から自車両情報を受信したか否かを判断する。ここで、自車両情報を受信していない場合には(S410:NO)、基準局側送受信処理を一旦終了する。
一方、自車両情報を受信した場合には(S410:YES)、S420にて、受信した自車両情報の受信信号強度RSSIを検出する。そしてS430にて、第1実施形態のS220と同様にして、プローブ軌跡を作成する。さらにS440にて、RAM123に記憶されている基準軌跡情報の中から、S410で受信した自車両情報に含まれる車両識別情報により特定される車両(以下、対象車両という)と同じ車種に関するものを取得する。
その後S450にて、第1実施形態のS240と同様にして、S440で取得した基準軌跡情報で示される基準軌跡上に、S430で作成したプローブ軌跡を重ね合わせて、予め設定された軌跡一致判定値以上の一致度で一致している部位があるか否かを判断する。
ここで、軌跡一致判定値以上の一致度で一致している部位がない場合には(S450:NO)、S490に移行する。一方、軌跡一致判定値以上の一致度で一致している部位がある場合には(S450:YES)、S460にて、第1実施形態のS250と同様にして、基準軌跡における任意の特徴点CPから現時点までの移動距離TDを算出する。
そしてS470にて、第1実施形態のS260と同様にして、対象車両の現在位置を算出する。その後S480にて、第1実施形態のS270と同様にして測位情報を作成し、この測位情報を直接無線通信機111に送信させ、S490に移行する。
そしてS490に移行すると、第1実施形態のS280と同様にして、対象車両の現在位置と、地図データ記憶装置112に記憶されている地図データとに基づいて、対象車両が軌跡分割点に到達したか否かを判断する。
ここで、対象車両が軌跡分割点に到達していない場合には(S490:NO)、基準局側送受信処理を一旦終了する。一方、対象車両が軌跡分割点に到達した場合には(S490:YES)、S500にて、第1実施形態のS290と同様にして、プローブ軌跡をRAM123に記憶する。そしてS510にて、第1実施形態のS300と同様にして、S410で受信した自車両情報に含まれる位置精度情報が示す精度(以下、対象車両位置精度という)が予め設定された更新判定値未満であるか否かを判断する。
ここで、対象車両位置精度が更新判定値以上である場合には(S510:NO)、基準局側送受信処理を一旦終了する。一方、対象車両位置精度が更新判定値未満である場合には(S510:YES)、S520にて、第1実施形態のS310と同様にして、基準軌跡を更新して、基準局側送受信処理を一旦終了する。
このように構成された無線測位システム101では、基準局102の直接無線通信機111が、自車両情報に含まれる車速パルス積算値情報を、車載装置103から直接無線通信により受信する。そして基準局2は、自車両情報を受信したときの受信信号強度RSSIを検出する(S420)。また基準局102のRAM123が、正規化受信信号強度RSSIと、基準局102付近の道路上で基準局102から最も近い地点を基点としてこの道路上を走行した距離(基準移動距離)との対応関係が2点以上設定された基準軌跡を示す基準軌跡情報を記憶する。
そして基準局102は、複数の正規化受信信号強度RSSIと、複数の対象車両移動距離との対応関係を示すプローブ軌跡を作成する(S430)。その後に基準局102は、基準軌跡とプローブ軌跡とを比較することにより、基準移動距離と対象車両移動距離との対応関係を決定する(S450)。さらに基準局102は、基準移動距離と対象車両移動距離との対応関係と、検出された現在の正規化受信信号強度RSSIとに基づいて、車載装置103の現在の位置を決定する(S460,S470)。そして基準局102は、車載装置103の現在の位置を示す測位情報を車載装置3へ送信する(S480)。
このように構成された無線測位システム101では、車載装置103から送信されるデータを直接無線通信により受信したときの受信信号強度RSSIを基準局102が検出することにより、車載装置103の現在の位置を決定することができる。このため、無線測位システム101によれば、車載装置103における受信信号強度RSSIの検出性能の個体差によらず、車載装置103を搭載する車両の測位を行うことができる。また、基準局102が車載装置103の現在位置を計測する処理を行うため、車載装置103が自身の現在位置を計測する必要がなくなり、車載装置103の処理負荷を低減することができる。
以上説明した実施形態において、基準局102は本発明における無線通信装置、車載装置103は本発明における移動体通信装置、直接無線通信機111は本発明における情報受信手段、S420の処理は本発明における第1検出手段、RAM123は本発明における基準情報記憶手段である。
また、S430の処理は本発明における第1作成手段、S450の処理は本発明における第1対応関係決定手段、S460,S470の処理は本発明における第1位置決定手段、S480の処理は本発明における位置送信手段、S490,S510,S520の処理は本発明における基準情報更新手段である。
(第3実施形態)
以下に本発明の第3実施形態を図面とともに説明する。なお第3実施形態では、第1実施形態と異なる部分を説明する。
第3実施形態の無線測位システム1は、第1実施形態と同様に、複数の基準局2と、車載装置3と、管理サーバ4とから構成されている。
まず、第3実施形態の基準局2は、基準局2自身の識別情報を含む無線ビーコンを、直接無線通信機能により周囲の自動車に定期的に送信する機能を有する点が第1実施形態と異なる。
また、第3実施形態の車載装置3は、図13に示すように、広域無線通信機35が追加された点が第1実施形態と異なる。広域無線通信機35は、広域無線通信網NWを介して、管理サーバ4との間でデータ通信を行う。
また、第3実施形態の車載装置3は、車側送受信処理が変更された点が第1実施形態と異なる。
ここで、第3実施形態の車載装置3のCPU41が実行する車側送受信処理の手順を説明する。
第3実施形態の車側送受信処理は、S610〜S700の処理が追加された点が第1実施形態と異なる。
すなわち、この車側送受信処理が実行されると、CPU41は、図14に示すように、まずS610にて、広域無線通信機35により管理サーバ4とデータ通信可能に接続されているか否かを判断する。ここで、管理サーバ4と接続されていない場合には(S610:NO)、S630に移行する。一方、管理サーバ4と接続されている場合には(S610:YES)、S620にて、自車両が走行している道路の付近において、現在位置から予め設定された距離(本実施形態では例えば1km)以内に存在している基準局2についての基準軌跡を示す基準軌跡情報を管理サーバ4から取得し、RAM43に記憶して、S630に移行する。
そしてS630に移行すると、無線ビーコンを検出したか否かを判断する。ここで、無線ビーコンを検出していない場合には(S630:NO)、S10に移行する。一方、無線ビーコンを検出した場合には(S630:YES)、S640にて、検出した無線ビーコンの受信信号強度RSSIを検出するとともに、S650にて、最初に無線ビーコンを検出した時点からの自車両の移動距離を算出する。そしてS660にて、最初に無線ビーコンを検出した時点から現時点までの、受信信号強度RSSIと移動距離との対応関係を示すプローブ軌跡を作成し、S10に移行する。
またS40にて、測位情報を受信していない場合には(S40:NO)、S670にて、自車両情報を送信してから予め設定された切替判定時間が経過したか否かを判断する。ここで、切替判定時間が経過していない場合には(S670:NO)、車側送受信処理を一旦終了する。
一方、切替判定時間が経過した場合には(S670:YES)、S680にて、第1実施形態のS240と同様にして、S620で取得した基準軌跡情報で示される基準軌跡上に、S660で作成したプローブ軌跡を重ね合わせて、予め設定された軌跡一致判定値以上の一致度で一致している部位があるか否かを判断する。
ここで、軌跡一致判定値以上の一致度で一致している部位がない場合には(S680:NO)、車側送受信処理を一旦終了する。一方、軌跡一致判定値以上の一致度で一致している部位がある場合には(S680:YES)、S690にて、第1実施形態のS250と同様にして、基準軌跡における任意の特徴点CPから現時点までの移動距離TDを算出する。
そしてS700にて、第1実施形態のS260と同様にして、対象車両の現在位置を算出し、車側送受信処理を一旦終了する。
このように構成された無線測位システム1では、車載装置3の直接無線通信機33が、基準局2から送信される無線ビーコンを直接無線通信により受信する。そして車載装置3は、無線ビーコンを受信したときの受信信号強度RSSIを検出する(S640)。また車載装置3は、管理サーバ4から基準軌跡情報を取得する(S620)。
また車載装置3は、最初に無線ビーコンを検出した時点からの自車両の移動距離を算出し(S650)、受信信号強度RSSIと移動距離との対応関係を示すプローブ軌跡を作成する(S660)。その後に車載装置3は、基準軌跡とプローブ軌跡とを比較することにより、基準移動距離と自車両の移動距離との対応関係を決定する(S680)。さらに車載装置3は、基準移動距離と自車両の移動距離との対応関係と、検出された現在の受信信号強度RSSIとに基づいて、車載装置3の現在の位置を決定する(S690,S700)。
このように構成された無線測位システム1によれば、車載装置3が自身の現在位置を計測することが可能となり、車載装置3は、基準局2と管理サーバ4から測位情報を取得する場合と比較して早期に自身の現在位置を特定することができる。
以上説明した実施形態において、基準局2は本発明における第1無線通信装置、車載装置3は本発明における第2無線通信装置、直接無線通信機33は本発明における第2無線通信手段、S640の処理は本発明における第2検出手段である。
また、S620の処理は本発明における基準情報取得手段、S650の処理は本発明における距離測定手段、S660の処理は本発明における第2作成手段、S680の処理は本発明における第2対応関係決定手段、S690,S700の処理は本発明における第2位置決定手段である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
1,101…無線測位システム、2,102…基準局、3,103…車載装置、4…管理サーバ、11,33,111…直接無線通信機、63,123…RAM

Claims (6)

  1. 移動体に搭載されて無線通信を行う移動体通信装置(3,103)から送信されるデータを直接無線通信により受信する機能を備えた無線通信装置(2,4,102)であって、
    前記移動体通信装置と当該無線通信装置との間の相対距離に関連する情報である第1相対距離関連情報を前記移動体通信装置から直接無線通信により受信する情報受信手段(11,111)と、
    前記情報受信手段が前記第1相対距離関連情報を受信したときの無線受信状況を検出する第1検出手段(S120,S420)と、
    前記第1検出手段により検出される前記無線受信状況と、前記移動体通信装置の位置に関連する情報である位置関連情報との対応関係が2点以上設定された対応関係基準情報を記憶する基準情報記憶手段(63,123)と、
    前記第1検出手段により検出された複数の前記無線受信状況と、前記情報受信手段が受信した複数の前記第1相対距離関連情報との対応関係を示す第1対応関係情報を作成する第1作成手段(S220,S430)と、
    前記対応関係基準情報と前記第1対応関係情報とを比較することにより、前記位置関連情報と前記第1相対距離関連情報との対応関係を決定する第1対応関係決定手段(S240,S450)と、
    前記第1対応関係決定手段により決定された、前記位置関連情報と前記第1相対距離関連情報との対応関係と、前記第1検出手段により検出された現在の前記無線受信状況とに基づいて、前記移動体通信装置の現在の位置である移動体現在位置を決定する第1位置決定手段(S250,S260,S460,S470)と、
    前記第1位置決定手段により決定された前記移動体現在位置を示す測位情報を前記移動体通信装置へ送信する位置送信手段(S270,S480)とを備え、
    前記情報受信手段は、さらに、前記移動体通信装置が前記第1相対距離関連情報を送信するときの送信電力を示す送信電力情報を前記移動体通信装置から直接無線通信により受信し、
    前記第1検出手段は、前記無線受信状況として、前記第1相対距離関連情報を受信したときの受信電力を検出し、
    前記第1作成手段は、前記送信電力と前記受信電力とを用いて、前記移動体通信装置から送信されるデータが当該無線通信装置に受信されるまでに減少する電力を反映した減少電力反映値を算出し、前記無線受信状況として前記減少電力反映値を採用して、前記第1対応関係情報を作成する
    ことを特徴とする無線通信装置。
  2. 移動体に搭載されて無線通信を行う移動体通信装置(3,103)から送信されるデータを直接無線通信により受信する機能を備えた無線通信装置(2,4,102)であって、
    前記移動体通信装置と当該無線通信装置との間の相対距離に関連する情報である第1相対距離関連情報を前記移動体通信装置から直接無線通信により受信する情報受信手段(11,111)と、
    前記情報受信手段が前記第1相対距離関連情報を受信したときの無線受信状況を検出する第1検出手段(S120,S420)と、
    前記第1検出手段により検出される前記無線受信状況と、前記移動体通信装置の位置に関連する情報である位置関連情報との対応関係が2点以上設定された対応関係基準情報を記憶する基準情報記憶手段(63,123)と、
    前記第1検出手段により検出された複数の前記無線受信状況と、前記情報受信手段が受信した複数の前記第1相対距離関連情報との対応関係を示す第1対応関係情報を作成する第1作成手段(S220,S430)と、
    前記対応関係基準情報と前記第1対応関係情報とを比較することにより、前記位置関連情報と前記第1相対距離関連情報との対応関係を決定する第1対応関係決定手段(S240,S450)と、
    前記第1対応関係決定手段により決定された、前記位置関連情報と前記第1相対距離関連情報との対応関係と、前記第1検出手段により検出された現在の前記無線受信状況とに基づいて、前記移動体通信装置の現在の位置である移動体現在位置を決定する第1位置決定手段(S250,S260,S460,S470)と、
    前記第1位置決定手段により決定された前記移動体現在位置を示す測位情報を前記移動体通信装置へ送信する位置送信手段(S270,S480)と、
    前記第1作成手段が作成した前記第1対応関係情報を用いて、前記対応関係基準情報を更新する基準情報更新手段(S280,S300,S310,S490,S510,S520)とを備え、
    前記対応関係基準情報は、道路の車線毎に設けられているとともに、地図上において予め設定された道路分岐で分割された複数の領域毎に設けられ、
    前記情報受信手段は、さらに、前記移動体通信装置の現在位置を示す現在位置情報を前記移動体通信装置から直接無線通信により受信し、
    前記基準情報更新手段は、前記現在位置情報に基づいて、前記移動体通信装置が前記車線の境界または前記道路分岐に位置していることを示す予め設定された第1更新条件が成立したか否かを判断し、前記第1更新条件が成立したと判断した場合に、前記第1対応関係情報を用いて、前記対応関係基準情報を更新する
    ことを特徴とする無線通信装置。
  3. 移動体に搭載されて無線通信を行う移動体通信装置(3,103)から送信されるデータを直接無線通信により受信する機能を備えた無線通信装置(2,4,102)であって、
    前記移動体通信装置と当該無線通信装置との間の相対距離に関連する情報である第1相対距離関連情報を前記移動体通信装置から直接無線通信により受信する情報受信手段(11,111)と、
    前記情報受信手段が前記第1相対距離関連情報を受信したときの無線受信状況を検出する第1検出手段(S120,S420)と、
    前記第1検出手段により検出される前記無線受信状況と、前記移動体通信装置の位置に関連する情報である位置関連情報との対応関係が2点以上設定された対応関係基準情報を記憶する基準情報記憶手段(63,123)と、
    前記第1検出手段により検出された複数の前記無線受信状況と、前記情報受信手段が受信した複数の前記第1相対距離関連情報との対応関係を示す第1対応関係情報を作成する第1作成手段(S220,S430)と、
    前記対応関係基準情報と前記第1対応関係情報とを比較することにより、前記位置関連情報と前記第1相対距離関連情報との対応関係を決定する第1対応関係決定手段(S240,S450)と、
    前記第1対応関係決定手段により決定された、前記位置関連情報と前記第1相対距離関連情報との対応関係と、前記第1検出手段により検出された現在の前記無線受信状況とに基づいて、前記移動体通信装置の現在の位置である移動体現在位置を決定する第1位置決定手段(S250,S260,S460,S470)と、
    前記第1位置決定手段により決定された前記移動体現在位置を示す測位情報を前記移動体通信装置へ送信する位置送信手段(S270,S480)と、
    前記第1作成手段が作成した前記第1対応関係情報を用いて、前記対応関係基準情報を更新する基準情報更新手段(S280,S300,S310,S490,S510,S520)とを備え、
    前記対応関係基準情報は、さらに、前記移動体通信装置が検出した自身の現在位置を示す検出位置情報と、前記位置関連情報との対応関係が2点以上設定され、
    前記情報受信手段は、さらに、前記移動体通信装置の位置の精度の高低を判断することが可能な精度判断情報を前記移動体通信装置から直接無線通信により受信し、
    前記基準情報更新手段は、前記精度判断情報に基づいて、前記移動体通信装置の位置の精度が高いことを示す予め設定された第2更新条件が成立したか否かを判断し、前記第2更新条件が成立したと判断した場合に、前記第1対応関係情報を用いて、前記対応関係基準情報を更新する
    ことを特徴とする無線通信装置。
  4. 前記情報受信手段は、予め設定された設置位置に固定して設置されており、
    前記対応関係基準情報における前記位置関連情報は、前記情報受信手段の付近に敷設されている道路上の位置を示す情報であり、
    前記移動体通信装置が送信する前記第1相対距離関連情報は、前記情報受信手段の付近に敷設されている道路上で前記移動体が移動した移動距離を算出可能な情報である
    ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の無線通信装置。
  5. 請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の前記無線通信装置である第1無線通信装置(2,4,102)と、請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の前記移動体通信装置である第2無線通信装置(3,103)とを備える
    ことを特徴とする無線測位システム(1,101)。
  6. 請求項5に記載の前記無線測位システムにおいて、前記第2無線通信装置として使用される無線通信装置(3)であって、
    前記第1無線通信装置から送信されるデータを直接無線通信により受信する第2無線通信手段(33)と、
    前記第2無線通信手段による無線受信状況を検出する第2検出手段(S640)と、
    前記第1無線通信装置から前記対応関係基準情報を取得する基準情報取得手段(S620)と、
    前記第1無線通信装置と当該無線通信装置との間の相対距離に関連する情報である第2相対距離関連情報を測定する距離測定手段(S650)と、
    前記第2検出手段により検出された複数の前記無線受信状況と、前記距離測定手段により測定された複数の前記第2相対距離関連情報との対応関係を示す第2対応関係情報を作成する第2作成手段(S660)と、
    前記対応関係基準情報と前記第2対応関係情報とを比較することにより、前記位置関連情報と前記第2相対距離関連情報との対応関係を決定する第2対応関係決定手段(S680)と、
    前記第2対応関係決定手段により決定された、前記位置関連情報と前記第2相対距離関連情報との対応関係と、前記第2検出手段により検出された現在の前記無線受信状況とに基づいて、当該無線通信装置における現在の位置を決定する第2位置決定手段(S690,S700)とを備える
    ことを特徴とする無線通信装置。
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