JP6323026B2 - 位置推定システム - Google Patents

Description

本発明は位置推定システムに関する。

従来、ＧＰＳ等の衛星測位システムを用いて車両の位置を推定する方法が用いられている。この方法においては、衛星の電波が遮られると、測位誤差が増加する。誤差を低減する方法として、他の通信装置の絶対位置を受信し、自車両のＧＰＳ位置情報と平均化する方法が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００９−１４５１６７号公報

しかしながら、特許文献１記載の技術は、ＧＰＳを使用できない環境（トンネル、地下駐車場等）では、効果を得ることができない。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、ＧＰＳを必ずしも使用しなくても位置を推定できる位置推定システムを提供することを目的とする。

本発明の位置推定システムは、第１の装置、及び第２の装置を含む。第１の装置は、測距用信号を送信する測距用信号送信手段と、測距用信号が対象物で反射して成る反射波を受信する反射波受信手段と、測距用信号及び反射波に基づき、自身を基準とする対象物の相対位置を算出する相対位置算出手段とを備える。

また、第２の装置は、測距用信号を検出する測距用信号検出手段と、測距用信号の検出を条件として、自身のＩＤ情報を送信するＩＤ情報送信手段とを備え、第１の装置と情報の送受信が可能である。

さらに、第１の装置は、ＩＤ情報を受信するＩＤ情報受信手段と、ＩＤ情報の受信を条件として、相対位置算出手段を用いて第２の装置の相対位置を算出する第２の装置相対位置算出手段を備える。

また、第１の装置及び第２の装置のうちの少なくとも一方は、第１の装置を基準とする第２の装置の相対位置、及び第１の装置の絶対位置に基づき、第２の装置の絶対位置を算出する絶対位置算出手段を備える。

本発明の位置推定システムは、ＧＰＳを必ずしも使用しなくても、第２の装置の絶対位置を算出することができる。そのため、ＧＰＳ衛星の電波が届かないトンネル、地下駐車場等においても、第２の装置の絶対位置を算出することができる。

前記絶対位置算出手段は、例えば、第１の装置が備えることができる。この場合、第１の装置は、絶対位置算出手段を用いて算出した第２の装置の絶対位置を、対応するＩＤ情報を有する第２の装置に送信することができる。

また、前記絶対位置算出手段は、例えば、第２の装置が備えることができる。この場合、第１の装置は、第１の装置を基準とする第２の装置の相対位置、及び第１の装置の絶対位置を、対応するＩＤ情報を有する第２の装置に送信することができる。そして、第２の装置の絶対位置算出手段は、第１の装置を基準とする第２の装置の相対位置、及び第１の装置の絶対位置を用いて、第２の装置の絶対位置を算出することができる。

本発明の位置推定システムは、例えば、複数の第１の装置を備えることができる。この場合、絶対位置算出手段は、複数の第１の装置から、それぞれ、第１の装置の絶対位置、及びその第１の装置を基準とする第２の装置の相対位置を取得し、第２の装置の絶対位置を算出することができる。この場合、第２の装置の絶対位置の測位誤差が一層小さくなる。

複数の第１の装置の少なくとも一部は、例えば、測距用信号の送信方向を同期させることができる。この場合、第２の装置の絶対位置の測位誤差が一層小さくなる。
複数の前記第１の装置の少なくとも一部は、例えば、対向して配置することができる。この場合、第２の装置の絶対位置の測位誤差が一層小さくなる。

前記絶対位置算出手段は、例えば、複数の第１の装置でそれぞれ算出した第２の装置の相対位置が所定の範囲内にあることを条件として、第２の装置の絶対位置を算出することができる。この場合、第２の装置の絶対位置の測位誤差が一層小さくなる。

前記絶対位置算出手段は、例えば、複数の第１の装置でそれぞれ相対位置を算出した時刻が所定の範囲内にあることを条件として、第２の装置の絶対位置を算出することができる。この場合、第２の装置の絶対位置の測位誤差が一層小さくなる。

位置推定システム１の構成を表す説明図である。 第１の装置３の構成を表すブロック図である。 第２の装置５の構成を表すブロック図である。 第１の装置３が実行する処理を表すフローチャートである。 第２の装置５が実行する処理を表すフローチャートである。 第２の装置５が実行する処理を表すフローチャートである。 第１の装置３と第２の装置５との通信を表す説明図である。 位置推定システム１の動作例を表すタイミングチャートである。 位置推定システム１の構成を表す説明図である。 第１の装置３の構成を表すブロック図である。 第１の装置３が実行する処理を表すフローチャートである。 第１の装置３が実行する処理を表すフローチャートである。 第１の装置３の構成を表すブロック図である。 第１の装置３が実行する処理を表すフローチャートである。 第１の装置３の構成を表すブロック図である。 第２の装置５の構成を表すブロック図である。 第１の装置３が実行する処理を表すフローチャートである。 第２の装置５が実行する処理を表すフローチャートである。 第２の装置５が実行する処理を表すフローチャートである。 位置推定システム１の動作例を表すタイミングチャートである。 第１の装置３の構成を表すブロック図である。 第２の装置５が実行する処理を表すフローチャートである。 第１の装置３の他の配置例を表す説明図である。

本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
＜第１の実施形態＞
１．位置推定システム１の構成
位置推定システム１の構成を、図１〜図３に基づき説明する。位置推定システム１は、図１に示すように、道路１０１の路側に設置された路側機である第１の装置３と、車両１０３に搭載された第２の装置５とを含む。

第１の装置３は、図２に示すように、測距部７、送受信部９、位置推定部１１、及び送受信制御部１３から構成される。
測距部７は、レーダ光（測距用信号の一実施形態）１０５を周期的に送信する。レーダ光１０５は、道路１０１上の範囲１０７内で走査される。また、測距部７は、レーダ光１０５が対象物で反射して成る反射波を受信する。そして、レーダ光１０５を送信してから、反射波を受信するまでの時間差に基づき、第１の装置３から対象物までの距離を算出する。また、測距部７は、反射波の方向に基づき、第１の装置３を基準とする対象物の方向を算出する。ここで、第１の装置３から対象物までの距離と、第１の装置３を基準とする対象物の方向とを合わせて、第１の装置３を基準とする対象物の相対位置とする。測距部７は、レーダ光１０５及び反射波に基づき、第１の装置３を基準とする対象物の相対位置を算出する。

送受信部９は、赤外線信号１０９を送受信可能であり、第２の装置５における後述する送受信部１９との間で情報の送受信が可能である。位置推定部１１は、周知のコンピュータにより構成され、後述する処理を実行し、第２の装置５の絶対位置を推定する。ここで絶対位置とは、地球を基準として決まる位置であり、緯度及び経度で表現可能な位置である。位置推定部１１は、第１の装置３の絶対位置を記憶しており、その第１の装置３の絶対位置を、第２の装置５の絶対位置の推定に使用する。送受信制御部１３は、位置推定部１１から送られる信号に基づき、送受信部９を制御する。

第２の装置５は、図３に示すように、レーダ信号検出部１５、送受信制御部１７、及び送受信部１９を備えている。
レーダ信号検出部１５は、レーダ光１０５が入射したとき、レーダ信号を検出する。送受信制御部１７は送受信部１９を制御する。送受信部１９は、赤外線信号１０９を送受信可能であり、第１の装置３における送受信部９との間で情報の送受信が可能である。送受信部１９が送信する情報には、第２の装置５のＩＤ情報が含まれる。ＩＤ情報は、第２の装置５を搭載する車両１０３のＩＤ情報でもある。送受信部１９は、所定の条件が充足され、送受信制御部１７がトリガ信号を出力したとき、ＩＤ情報を送信する。

なお、測距部７は、測距用信号送信手段、反射波受信手段、及び相対位置算出手段の一実施形態である。レーダ信号検出部１５は、測距用信号検出手段の一実施形態である。送受信部１９は、ＩＤ情報送信手段の一実施形態である。送受信部９は、ＩＤ情報受信手段の一実施形態である。位置推定部１１は、第２の装置相対位置算出手段、及び絶対位置算出手段の一実施形態である。

２．位置推定システム１が実行する処理
位置推定システム１が実行する処理を図４〜図８に基づき説明する。最初に、第１の装置３が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を図４に基づき説明する。図４のステップ１では、位置推定部１１が、送受信部９において、第２の装置５のＩＤ情報（車両１０３のＩＤ情報）を含む赤外線信号１０９を受信したか否かを判断する。受信した場合はステップ２に進み、受信しなかった場合は本処理を終了する。なお、第２の装置５のＩＤ情報を含む赤外線信号１０９は、後述するステップ１３において、第２の装置５が送信するものである。

ステップ２では、位置推定部１１が、測距部７を用いて、第１の装置３を基準とする対象物（前記ステップ１で受信したＩＤ情報の送信元である第２の装置５）の相対位置を算出する。すなわち、前記ステップ１で受信したと判断した赤外線信号１０９の受信よりも前に受信された反射波のうち、最も新しい反射波と、その反射波に対応するレーダ光１０５とに基づき、第１の装置３を基準とする第２の装置５の相対位置を算出する。

ステップ３では、位置推定部１１が、第１の装置３の絶対位置と、前記ステップ２で算出した、第１の装置３を基準とする第２の装置５の相対位置とから、第２の装置５の絶対位置（すなわち、第２の装置５を搭載する車両１０３の絶対位置）を算出する。

ステップ４では、位置推定部１１が、送受信制御部１３及び送受信部９を用いて、前記ステップ３で算出した車両１０３の絶対位置を、その車両１０３宛に送信する。送信する情報には、前記ステップ１で受信したと判断した、車両１０３のＩＤ情報を含める。このことにより、車両１０３は、受信した情報に含まれる絶対位置が自己の絶対位置であると判断できる。

次に、図５を用いて、第２の装置５が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を説明する。図５のステップ１１では、送受信制御部１７が、レーダ信号検出部１５においてレーダ信号を検出したか否かを判断する。検出した場合はステップ１２に進み、検出しなかった場合は本処理を終了する。なお、レーダ信号は、レーダ光１０５がレーダ信号検出部１５に入射したときに生じる信号である。

ステップ１２では、送受信制御部１７が、トリガ信号を送受信部１９に出力する。
ステップ１３では、送受信部１９が、第２の装置５のＩＤ情報を含む赤外線信号１０９を送信する。なお、この赤外線信号１０９は、第１の装置３の送受信部９で受信可能である（前記ステップ１参照）。

次に、図５に示す処理とは別に、第２の装置５が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を図６に基づき説明する。図６のステップ２１では、送受信制御部１７が、送受信部１９において第２の装置５の絶対位置を受信したか否かを判断する。受信した場合はステップ２２に進み、受信しなかった場合は本処理を終了する。なお、第２の装置５の絶対位置は、第１の装置３が送信するものである（前記ステップ４参照）。

ステップ２２では、前記ステップ２１で受信したと判断した、第２の装置５の絶対位置を取得する。
位置推定システム１における信号の送信と受信の関係は、図７に示すとおりである。すなわち、第１の装置３における測距部７が送信したレーダ光１０５は、第２の装置５におけるレーダ信号検出部１５で検出可能である。また、第２の装置５における送受信部１９で送信した赤外線信号１０９は、第１の装置３における送受信部９で受信可能である。また、第１の装置３における送受信部９で送信した赤外線信号１０９は、第２の装置５における送受信部１９で受信可能である。

位置推定システム１における信号の送信及び受信のタイミングは、例えば、図８に示すとおりである。時刻ｔ_１、ｔ_３、ｔ_８は、それぞれ、測距部７がレーダ光１０５を送信した時刻である。時刻ｔ_２は、時刻ｔ_１で送信したレーダ光１０５が、車両１０３以外の対象物で反射して成る反射波を測距部７が受信した時刻である。時刻ｔ_５は、時刻ｔ_３で送信したレーダ光１０５が、車両１０３で反射して成る反射波を測距部７が受信した時刻である。時刻ｔ_１１は、時刻ｔ_８で送信したレーダ光１０５が、車両１０３以外の対象物で反射して成る反射波を測距部７が受信した時刻である。

時刻ｔ_４は、時刻ｔ_３に送信されたレーダ光１０５をレーダ信号検出部１５で検出した時刻である。時刻ｔ_６は、時刻ｔ_４においてレーダ光１０５を検出したことを条件として、送受信部１９が、第２の装置５のＩＤ情報を含む赤外線信号１０９を送信した時刻である。時刻ｔ_７は、時刻ｔ_６において送信された赤外線信号１０９を送受信部９で受信した時刻である。

第１の装置３は、時刻ｔ_７において、第２の装置５のＩＤ情報を含む赤外線信号１０９を受信したことを条件として、時刻ｔ_３に送信したレーダ光１０５、及びそれに対応する、時刻ｔ_５に受信した反射波に基づき、第１の装置３を基準とする第２の装置５の相対位置を算出する。

そして、第１の装置３は、第１の装置３の絶対位置と、上記のように算出した、第１の装置３を基準とする第２の装置５の相対位置とから、第２の装置５の絶対位置を算出し、その第２の装置５の絶対位置を、送受信部９を用いて、時刻ｔ_９において送信する。

第２の装置５は、時刻ｔ_９に送信された、第２の装置５の絶対位置を、送受信部１９を用いて、時刻ｔ_１０において受信する。
３．位置推定システム１が奏する効果
位置推定システム１によれば、ＧＰＳを必ずしも使用しなくても、第２の装置５の絶対位置（すなわち車両１０３の絶対位置）を算出することができる。そのため、ＧＰＳ衛星の電波が届かないトンネル、地下駐車場等においても、第２の装置５の絶対位置を算出することができる。また、車両１０３は必ずしも、ＧＰＳやレーダ等の位置特定手段を備えなくてもよい。
＜第２の実施形態＞
１．位置推定システム１の構成
位置推定システム１の構成を、図９、図１０に基づき説明する。位置推定システム１は、図９に示すように、道路１０１の路側に設置された複数の第１の装置３と、車両１０３に搭載された第２の装置５とを含む。複数の第１の装置３は、道路１０１の進行方向に沿って、所定の間隔で配置されている。また、複数の第１の装置３は、道路１０１の上方であって、車両１０３と接触しない高さに設置されている。

複数の第１の装置３は、それぞれ同じ構成を有する。なお、以下では、図９に示す複数の第１の装置３を区別する場合は、上側のものを第１の装置３Ａとし、下側のものを第１の装置３Ｂとする。第１の装置３Ａと第１の装置３Ｂとは対向している。ここで対向しているとは、第１の装置３Ａがレーダ光１０５を走査する範囲１０７内に第１の装置３Ｂが含まれ、第１の装置３Ｂがレーダ光１０５を走査する範囲１０７内に第１の装置３Ａが含まれることを意味する。

第１の装置３は、図１０に示すように、測距部７、送受信部９、位置推定部１１、送受信制御部１３、路路間送受信部２１、時計２３、位置情報記憶部２５、及び測距部制御部２７を備える。

測距部７、送受信部９、位置推定部１１、及び送受信制御部１３の構成は前記第１の実施形態と同様である。路路間送受信部２１は、他の第１の装置３との間で、無線通信により情報の送受信を行う。時計２３は、リアルタイムの時刻情報を生成する。位置情報記憶部２５は、各種情報を記憶する。

測距部制御部２７は、測距部７がレーダ光１０５を送信する方向を制御する。より詳しくは、自己の測距部７がレーダ光１０５を送信する先と、対向する他の第１の装置３が送信するレーダ光１０５の送信先とが同一になるように、レーダ光１０５の送信方向を制御する。

なお、複数の第１の装置３における測距部制御部２７は、各時刻においてレーダ光１０５を送信する方向を定めたタイムスケジュールを予め保持しており、そのタイムスケジュールに沿って、レーダ光１０５を送信する方向を制御する。

あるいは、複数の第１の装置３における測距部制御部２７は、外部から共通のトリガ信号を取得し、そのトリガ信号に従い、レーダ光１０５の送信方向を制御してもよい。
第２の装置５は、基本的には、前記第１の実施形態と同様の構成を有する。ただし、第２の装置５は、図９に示すように、車両１０３の前部と後部とにそれぞれ、レーダ信号検出部１５及び送受信部１９を備えている。そのため、第２の装置５は、車両１０３の前方及び後方から送られるレーダ光１０５を検出でき、車両１０３の前方及び後方に位置する第１の装置３との間で情報の送受信を行うことができる。

２．位置推定システム１が実行する処理
位置推定システム１が実行する処理を図１１、図１２に基づき説明する。最初に、第１の装置３が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を図１１に基づき説明する。図１１のステップ３１では、位置推定部１１が、送受信部９において、第２の装置５のＩＤ情報（車両１０３のＩＤ情報）を含む赤外線信号１０９を受信したか否かを判断する。受信した場合はステップ３２に進み、受信しなかった場合は本処理を終了する。なお、第２の装置５のＩＤ情報を含む赤外線信号１０９は、第２の装置５が送信するものである。

ステップ３２では、位置推定部１１が、測距部７を用いて、第１の装置３を基準とする対象物（前記ステップ３１で受信したＩＤ情報の送信元である第２の装置５）の相対位置を算出する。すなわち、前記ステップ３１で受信したと判断した赤外線信号１０９の受信よりも前に受信された反射波のうち、最も新しい反射波と、その反射波に対応するレーダ光１０５とに基づき、第１の装置３を基準とする第２の装置５の相対位置を算出する。

ステップ３３では、位置推定部１１が、前記ステップ３２で相対位置を算出した時刻（以下、相対位置算出時刻とする）を時計２３から取得する。
ステップ３４では、位置推定部１１が、前記ステップ３１で受信したと判断したＩＤ情報と、前記ステップ３２で算出した相対位置と、前記ステップ３３で取得した相対位置算出時刻と、第１の装置３の絶対位置との組み合わせの情報（以下、第１位置情報とする）を位置情報記憶部２５に記憶する。

ステップ３５では、位置推定部１１が、路路間送受信部２１を用いて、前記ステップ３４で記憶した第１位置情報を、他の第１の装置３に送信する。
次に、図１１に示す処理とは別に、第１の装置３が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を図１２に基づき説明する。ここでは、第１の装置３Ａが実行する処理を例に挙げて説明する。

図１２のステップ４１では、位置推定部１１が、別の第１の装置３Ｂから第１位置情報を受信したか否かを判断する。受信した場合はステップ４２に進み、受信しなかった場合は本処理を終了する。

ステップ４２では、位置推定部１１が、前記ステップ４１で受信したと判断した第１位置情報に含まれるＩＤ情報と同一のＩＤ情報を含む第１位置情報を、自己の位置情報記憶部２５から呼び出す。

ステップ４３では、位置推定部１１が、前記ステップ４１で受信したと判断した第１位置情報に含まれる相対位置算出時刻と、前記ステップ４２で呼び出した第１位置情報に含まれる相対位置算出時刻との差が所定の範囲内であるか否かを判断する。所定の範囲内である場合はステップ４４に進み、所定の範囲外である場合は本処理を終了する。

ステップ４４では、位置推定部１１が、第１の装置３Ａの絶対位置と、前記ステップ４１で受信したと判断した第１位置情報に含まれる、第１の装置３Ｂを基準とする第２の装置５の相対位置及び第１の装置３Ｂの絶対位置と、前記ステップ４２で呼び出した第１位置情報に含まれる第１の装置３Ａを基準とする第２の装置５の相対位置とから、第２の装置５の絶対位置（すなわち、第２の装置５を搭載する車両１０３の絶対位置）を周知の三角法により算出する。

ステップ４５では、位置推定部１１が、送受信制御部１３及び送受信部９を用いて、前記ステップ４４で算出した車両１０３の絶対位置を、その車両１０３宛に送信する。
第２の装置５は、第１の装置３により送信された、車両１０３の絶対位置を受信する等、前記第１の実施形態と同様の処理を実行する。

３．位置推定システム１が奏する効果
（１）本実施形態の位置推定システム１は、前記第１の実施形態と同様の効果を奏する。

（２）第１の装置３は、自己の絶対位置、及び自己を基準とする第２の装置５の相対位置に加えて、別の第１の装置３の絶対位置、別の第１の装置３を基準とする第２の装置５の相対位置を用いて、三角法により、第２の装置５の絶対位置を算出する。

そのため、第１の装置３の絶対方位を取得することが必須ではなくなるため、第１の装置３の設置が容易になる。
（３）第１の装置３Ａで相対位置を算出した相対位置算出時刻と、第１の装置３Ｂで相対位置を算出した相対位置算出時刻との時間差が大きいと、その時間差において車両１０３が走行した分が測位誤差となる。第１の装置３Ａは、上記の時間差が所定の範囲内であることを条件として、第２の装置５の絶対位置を算出する。そのため、測位誤差を抑制できる。

（４）第１の装置３Ａ、３Ｂは、レーダ光１０５を送信する先が同一となるように、レーダ光１０５の送信方向を制御する。そのため、第１の装置３Ａで相対位置を算出した相対位置算出時刻と、第１の装置３Ｂで相対位置を算出した相対位置算出時刻との時間差が一層小さくなる。

（５）第１の装置３Ａ、３Ｂは、対向して配置されている。そのため、レーダ光１０５の送信先を同一とする制御が容易である。
＜第３の実施形態＞
１．位置推定システム１の構成
位置推定システム１の構成を、図１３に基づき説明する。位置推定システム１は、基本的には前記第２の実施形態と同様の構成を有する。ただし、第１の装置３の構成において一部相違する。第１の装置３は、図１３に示すように、時計を備えておらず、測距部７、送受信部９、位置推定部１１、送受信制御部１３、路路間送受信部２１、位置情報記憶部２５、及び測距部制御部２７を備える。これらの構成は前記第２の実施形態と同様である。

２．位置推定システム１が実行する処理
位置推定システム１が実行する処理を図１４に基づき説明する。位置推定システム１が実行する処理は、基本的には前記第２の実施形態と同様である。ただし、第１の装置３は、図１２に示す処理の代わりに、図１４に示す処理を所定時間ごとに繰り返し実行する。なお、図１４に示す処理も、図１２に示す処理と同様に、第１の装置３Ａが実行する処理を例示する。

図１４のステップ５１では、位置推定部１１が、別の第１の装置３Ｂから第１位置情報を受信したか否かを判断する。受信した場合はステップ５２に進み、受信しなかった場合は本処理を終了する。

ステップ５２では、位置推定部１１が、前記ステップ５１で受信したと判断した第１位置情報に含まれるＩＤ情報と同一のＩＤ情報を含む第１位置情報を、自己の位置情報記憶部２５から呼び出す。

ステップ５３では、位置推定部１１が、前記ステップ５１で受信したと判断した第１位置情報から特定される、第２の装置５の相対位置と、前記ステップ５２で呼び出した第１位置情報から特定される、第２の装置５の相対位置とが、所定の範囲内であるか否かを判断する。所定の範囲内である場合はステップ５４に進み、所定の範囲外である場合は本処理を終了する。

ステップ５４では、位置推定部１１が、第１の装置３Ａの絶対位置と、前記ステップ５１で受信したと判断した第１位置情報に含まれる、第１の装置３Ｂを基準とする第２の装置５の相対位置及び第１の装置３Ｂの絶対位置と、前記ステップ５２で呼び出した第１位置情報に含まれる第１の装置３Ａを基準とする第２の装置５の相対位置とから、第２の装置５の絶対位置（すなわち、第２の装置５を搭載する車両１０３の絶対位置）を周知の三角法により算出する。

ステップ５５では、位置推定部１１が、送受信制御部１３及び送受信部９を用いて、前記ステップ５４で算出した車両１０３の絶対位置を、その車両１０３宛に送信する。
３．位置推定システム１が奏する効果
（１）本実施形態の位置推定システム１は、前記第２の実施形態と同様の効果を奏する。

（２）第１の装置３Ａは、自己が取得した第２の装置５の相対位置と、第１の装置３Ｂから受信した第１位置情報に含まれる、第２の装置５の相対位置とが所定の範囲内にあることを条件として、第２の装置５の絶対位置を算出する。

ところで、第１の装置３Ａ、３Ｂが対向して配置され、第１の装置３Ａ、３Ｂが送信するレーダ光１０５の送信先が同一であるので、上記の条件は、前記第２の実施形態において判断した、「第１の装置３Ａで相対位置を算出した相対位置算出時刻と、第１の装置３Ｂで相対位置を算出した相対位置算出時刻との時間差が所定の範囲内である」という条件と等価である。

よって、本実施形態の位置推定システム１も、測位誤差を抑制できる。
（３）本実施形態の位置推定システム１は、第１の装置３に時計を備えることが必須ではないので、第１の装置３の構成を簡素化できる。

＜第４の実施形態＞
１．位置推定システム１の構成
位置推定システム１の構成を、図１５、図１６に基づき説明する。位置推定システム１は、基本的には前記第２の実施形態と同様の構成を有する。ただし、第１の装置３、及び第２の装置５の構成において一部相違する。

第１の装置３は、図１５に示すように、測距部７、送受信部９、送受信制御部１３、時計２３、及び測距部制御部２７を備える。これらの構成は前記第２の実施形態と同様のものである。

第２の装置５は、図１６に示すように、レーダ信号検出部１５、送受信制御部１７、送受信部１９、位置推定部２９、及び位置情報記憶部３１を備えている。レーダ信号検出部１５、送受信制御部１７、及び送受信部１９は、前記第２の実施形態と同様のものである。

位置推定部２９は、周知のコンピュータにより構成され、後述する処理を実行し、第２の装置５の絶対位置を推定する。位置情報記憶部３１は、各種情報を記憶する。
２．位置推定システム１が実行する処理
位置推定システム１が実行する処理を図１７〜図１９に基づき説明する。最初に、第１の装置３が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を図１７に基づき説明する。

図１７のステップ６１では、送受信部９において、第２の装置５のＩＤ情報（車両１０３のＩＤ情報）を含む赤外線信号１０９を受信したか否かを判断する。受信した場合はステップ６２に進み、受信しなかった場合は本処理を終了する。なお、第２の装置５のＩＤ情報を含む赤外線信号１０９は、後述するステップ７３において、第２の装置５が送信するものである。

ステップ６２では、測距部７を用いて、第１の装置３を基準とする対象物（前記ステップ６１で受信したＩＤ情報の送信元である第２の装置５）の相対位置を算出する。すなわち、前記ステップ６１で受信したと判断した赤外線信号１０９の受信よりも前に受信された反射波のうち、最も新しい反射波と、その反射波に対応するレーダ光１０５とに基づき、第１の装置３を基準とする第２の装置５の相対位置を算出する。

ステップ６３では、前記ステップ６１で受信したと判断したＩＤ情報と、前記ステップ６２で算出した相対位置と、前記ステップ６２で相対位置を算出した時刻（相対位置算出時刻）と、第１の装置３の絶対位置との組み合わせの情報（第１位置情報）を、送受信制御部１３及び送受信部９を用いて、対応するＩＤ情報を有する車両１０３宛に送信する。

次に、図１８を用いて、第２の装置５が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を説明する。図１８のステップ７１では、送受信制御部１７が、レーダ信号検出部１５においてレーダ信号を検出したか否かを判断する。検出した場合はステップ７２に進み、検出しなかった場合は本処理を終了する。

ステップ７２では、送受信制御部１７が、トリガ信号を送受信部１９に出力する。
ステップ７３では、送受信部１９が、第２の装置５のＩＤ情報を含む赤外線信号１０９を送信する。なお、この赤外線信号１０９は、第１の装置３の送受信部９で受信可能である（前記ステップ６１参照）。

次に、図１８に示す処理とは別に、第２の装置５が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を図１９に基づき説明する。図１９のステップ８１では、第１の装置３から第１位置情報を受信したか否かを判断する。受信した場合はステップ８２に進み、受信しなかった場合は本処理を終了する。

ステップ８２では、前記ステップ８１で受信したと判断した第１位置情報（以下、新規の第１位置情報とする）を位置情報記憶部３１に記憶する。
ステップ８３では、新規の第１位置情報と比べて、相対位置算出時刻の時間差が所定の範囲内である既存の第１位置情報（以下、既存の第１位置情報とする）が既に（直前の前記ステップ８２よりも前に）位置情報記憶部３１に記憶されていたか否かを判断する。記憶されていた場合はステップ８４に進み、記憶されていない場合は本処理を終了する。

ステップ８４では、位置推定部２９が、新規の第１位置情報に含まれる、第１の装置３の絶対位置と、その第１の装置３を基準とする第２の装置５の相対位置と、既存の第１位置情報に含まれる、第１の装置３の絶対位置と、その第１の装置３を基準とする第２の装置５の相対位置とから、第２の装置５の絶対位置（すなわち、第２の装置５を搭載する車両１０３の絶対位置）を周知の三角法により算出する。

位置推定システム１における信号の送信及び受信のタイミングは、例えば、図２０に示すとおりである。時刻ｔ_Ａ、ｔ_Ｃ、ｔ_Ｈは、それぞれ、測距部７がレーダ光１０５を送信した時刻である。時刻ｔ_Ｂは、時刻ｔ_Ａで送信したレーダ光１０５が、車両１０３以外の対象物で反射して成る反射波を測距部７が受信した時刻である。時刻ｔ_Ｅは、時刻ｔ_Ｃで送信したレーダ光１０５が、車両１０３で反射して成る反射波を測距部７が受信した時刻である。時刻ｔ_Ｋは、時刻ｔ_Ｈで送信したレーダ光１０５が、車両１０３以外の対象物で反射して成る反射波を測距部７が受信した時刻である。

時刻ｔ_Ｄは、時刻ｔ_Ｃに送信されたレーダ光１０５をレーダ信号検出部１５で検出した時刻である。時刻ｔ_Ｆは、時刻ｔ_Ｄにおいてレーダ光１０５を検出したことを条件として、送受信部１９が、第２の装置５のＩＤ情報を含む赤外線信号１０９を送信した時刻である。時刻ｔ_Ｇは、時刻ｔ_Ｆにおいて送信された赤外線信号１０９を送受信部９で受信した時刻である。

第１の装置３は、時刻ｔ_Ｇにおいて、第２の装置５のＩＤ情報を含む赤外線信号１０９を受信したことを条件として、時刻ｔ_Ｃに送信したレーダ光１０５、及びそれに対応する、時刻ｔ_Ｅに受信した反射波に基づき、第１の装置３を基準とする第２の装置５の相対位置を算出する。

そして、第１の装置３は、時刻ｔ_Ｇで受信したＩＤ情報と、上記のように算出した第２の装置５の相対位置と、相対位置を算出した時刻である相対位置算出時刻と、第１の装置３の絶対位置との組み合わせの情報（第１位置情報）を、送受信部９を用いて、時刻ｔ_Ｉにおいて送信する。

第２の装置５は、時刻ｔ_Ｉに送信された、第１位置情報を、送受信部１９を用いて、時刻ｔ_Ｊにおいて受信する。そして、第２の装置５は、受信した第１位置情報を用いて、第２の装置５の絶対位置を算出する。

３．位置推定システム１が奏する効果
（１）本実施形態の位置推定システム１は、前記第２の実施形態と同様の効果を奏する。

（２）本実施形態では、第２の装置５の絶対位置を第２の装置５において算出する。そのため、第１の装置３の構成を簡素化できる。また、第２の装置５の絶対位置を算出する処理の間における車両１０３の移動に起因する誤差の補正が容易である。
＜第５の実施形態＞
１．位置推定システム１の構成
位置推定システム１の構成を、図２１に基づき説明する。位置推定システム１は、基本的には前記第４の実施形態と同様の構成を有する。ただし、第１の装置３の構成において一部相違する。第１の装置３は、図２１に示すように、時計を備えず、測距部７、送受信部９、送受信制御部１３、及び測距部制御部２７を備える。これらの構成は前記第２の実施形態と同様のものである。なお、第２の装置５の構成は、前記第４の実施形態と同様である。

２．位置推定システム１が実行する処理
位置推定システム１が実行する処理を図２２に基づき説明する。本実施形態の位置推定システム１が実行する処理は、基本的には、前記第４の実施形態と同様である。ただし、第２の装置５は、図１９に示す処理の代わりに、図２２に示す処理を所定時間ごとに繰り返し実行する。

図２２のステップ９１では、第１の装置３から第１位置情報を受信したか否かを判断する。受信した場合はステップ９２に進み、受信しなかった場合は本処理を終了する。
ステップ９２では、前記ステップ９１で受信したと判断した第１位置情報（新規の第１位置情報）を位置情報記憶部３１に記憶する。

ステップ９３では、以下の条件を充足する、既存の（直前の前記ステップ９２より前に記憶されていた）第１位置情報が位置情報記憶部３１に存在するか否かを判断する。
条件：新規の第１位置情報から特定される、第２の装置５の相対位置と、既存の第１位置情報から特定される、第２の装置５の相対位置とが、所定の範囲内である。

上記の条件を充足する既存の第１位置情報が存在する場合はステップ９４に進み、存在しない場合は本処理を終了する。
ステップ９４では、新規の第１位置情報に含まれる、第１の装置３の絶対位置と、その第１の装置３を基準とする第２の装置５の相対位置と、既存の第１位置情報に含まれる、第１の装置３の絶対位置と、その第１の装置３を基準とする第２の装置５の相対位置とから、第２の装置５の絶対位置（すなわち、第２の装置５を搭載する車両１０３の絶対位置）を周知の三角法により算出する。

３．位置推定システム１が奏する効果
（１）本実施形態の位置推定システム１は、前記第４の実施形態と同様の効果を奏する。

（２）本実施形態の位置推定システム１は、第１の装置３に時計を備えることが必須ではないので、第１の装置３の構成を簡素化できる。
＜その他の実施形態＞
（１）前記第２〜第５の実施形態において、複数の第１の装置３は、図２３に示すように、道路１０１の両脇に（道路１０１の進行方向に交差する方向に沿って）設置されていてもよい。この場合も、複数の第１の装置３を対向して配置することができる。道路の両脇に設置する場合、第１の装置３を必ずしも高所に設置する必要が無いので、第１の装置３の設置が容易になる。

第１の装置３の上下方向における位置を低くすると、測距部７の高さの補正が、不要になるか、軽減される。この場合、測距部７の光軸を下に傾けることが好ましい。こうすることで、レーダ光１０５が他の第１の装置３に入射し難くなる。

（２）前記第２〜第５の実施形態において、複数の第１の装置３との間で通信が可能であるならば、第２の装置５が備える送受信部１９は１つでもよい。この場合、第２の装置５の構成を簡素化できる。

（３）前記第２〜第５の実施形態において、複数の第１の装置３が送信するレーダ光を検出可能であるならば、第２の装置５が備えるレーダ信号検出部１５は１つでもよい。この場合、第２の装置５の構成を簡素化できる。

（４）前記第１〜第５の実施形態において、第１の装置３又は第２の装置５は、測距部７の高さに起因する、相対位置の誤差を補正する手段を備えることができる。
（５）前記第１の実施形態において、前記第４、第５の実施形態と同様に、第２の装置５が位置推定部２９を備えていてもよい。この場合、第２の装置５は、第１の装置３から、第１位置情報を取得し、位置推定部２９を用いて、第２の装置５の絶対位置を算出することができる。

１…位置推定システム、３、３Ａ、３Ｂ…第１の装置、５…第２の装置、７…測距部、９…送受信部、１１…位置推定部、１３…送受信制御部、１５…レーダ信号検出部、１７…送受信制御部、１９…送受信部、２１…路路間送受信部、２５…位置情報記憶部、２７…測距部制御部、２９…位置推定部、３１…位置情報記憶部、１０１…道路、１０３…車両、１０５…レーダ光、１０７…範囲、１０９…赤外線信号

Claims (8)

1. 測距用信号を送信する測距用信号送信手段と、
   前記測距用信号が対象物で反射して成る反射波を受信する反射波受信手段と、
   前記測距用信号及び前記反射波に基づき、自身を基準とする前記対象物の相対位置を算出する相対位置算出手段と、を備えた第１の装置、及び
   前記測距用信号を検出する測距用信号検出手段と、
   前記測距用信号の検出を条件として、自身のＩＤ情報を送信するＩＤ情報送信手段と、を備え、前記第１の装置と情報の送受信が可能な第２の装置、
   を含む位置推定システムであって、
   前記第１の装置は、
   前記ＩＤ情報を受信するＩＤ情報受信手段と、
   前記ＩＤ情報の受信を条件として、前記相対位置算出手段を用いて前記第２の装置の相対位置を算出する第２の装置相対位置算出手段を備え、
   前記第１の装置及び前記第２の装置のうちの少なくとも一方は、
   前記相対位置、及び前記第１の装置の絶対位置に基づき、前記第２の装置の絶対位置を算出する絶対位置算出手段を備えることを特徴とする位置推定システム。
2. 前記第１の装置が前記絶対位置算出手段を備え、
   前記第１の装置は、前記絶対位置算出手段を用いて算出した前記第２の装置の絶対位置を、対応する前記ＩＤ情報を有する前記第２の装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の位置推定システム。
3. 前記第２の装置が前記絶対位置算出手段を備え、
   前記第１の装置は、前記相対位置、及び前記第１の装置の絶対位置を、対応する前記ＩＤ情報を有する前記第２の装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の位置推定システム。
4. 複数の前記第１の装置を備え、
   前記絶対位置算出手段は、複数の前記第１の装置から、それぞれ、前記第１の装置の絶対位置、及びその第１の装置で算出した前記相対位置を取得し、前記第２の装置の絶対位置を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置推定システム。
5. 複数の前記第１の装置の少なくとも一部は、前記測距用信号の送信方向を同期させることを特徴とする請求項４に記載の位置推定システム。
6. 複数の前記第１の装置の少なくとも一部は、対向して配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の位置推定システム。
7. 前記絶対位置算出手段は、複数の前記第１の装置でそれぞれ算出した前記第２の装置の相対位置が所定の範囲内にあることを条件として、前記第２の装置の絶対位置を算出することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の位置推定システム。
8. 前記絶対位置算出手段は、複数の前記第１の装置でそれぞれ前記相対位置を算出した時刻が所定の範囲内にあることを条件として、前記第２の装置の絶対位置を算出することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の位置推定システム。

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