JP6493181B2

JP6493181B2 - 衝突判定装置

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Publication number: JP6493181B2
Application number: JP2015236032A
Authority: JP
Inventors: 泰伸杉浦; 宏之川島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-12-02
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2035-12-02
Also published as: US20170162048A1; US10460604B2; JP2017102035A

Description

本発明は、無線通信を実施している通信相手である他装置と自分自身とが衝突しうる関係にあるか否かを判定する衝突判定装置に関する。

近年、複数の車両のそれぞれが、自車両の走行速度や、現在位置、進行方向などの車両情報を示す通信パケットを他車両に送信するとともに、他車両から送信された通信パケットを逐次受信する車車間通信システムが提案されている。

また、そのような車車間通信システムで用いられる装置として、特許文献１には車車間通信によって取得した他車両の位置情報と、自車両の位置情報に基づいて、自車両と当該他車両が衝突する可能性があるか否かを判定する装置（以降、衝突判定装置とする）が開示されている。

より具体的には、特許文献１の衝突判定装置は、自車両に対する他車両の相対的な移動速度、相対的な移動方向、及び、自車両と当該他車両との位置関係に基づいて、処理の対象とする他車両が自車両と衝突する可能性があるか否かを判定する。自車両と衝突する可能性がある他車両とは、自車両との相対距離が減少傾向となっている他車両である。便宜上、互いの相対距離が減少するように移動している関係を、接近関係とも称する。

そして、衝突判定装置は、他車両が自車両と衝突する可能性があると判定した場合には、上述した種々の情報に基づいて、衝突が発生するまでの残り時間である衝突余裕時間（以降、ＴＴＣ：Time to Collision）を算出する。また、ＴＴＣが所定の閾値未満となっている場合には、当該接触が回避されるよう、自車両のドライバに対して警告する。

なお、各車両の現在位置は、全地球型航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）で用いられる衛星（以降、ＧＮＳＳ衛星）からの電波を受信することで特定される。一般的に、ＧＮＳＳ衛星から送信される電波を用いて現在位置を特定するためには、４機以上のＧＮＳＳ衛星からの電波を捕捉している必要がある。

特開２０１２−２２６７１号公報

特許文献１に開示されている従来技術において、他車両とのＴＴＣを算出するためには、自車両と他車両のそれぞれが、現在位置を測位できていることが前提となる。現在位置の測位には、上述の通り、少なくとも４機のＧＮＳＳ衛星を捕捉している必要がある。

したがって、捕捉できているＧＮＳＳ衛星の数が３機以下となっている場合には、測位できず、上述したＴＴＣを算出することができなくなってしまう。また、そもそも、車々間通信を実施している他車両が自車両と接近関係となっているか否かを判定することもできなくなってしまう。

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、他装置と自分自身の少なくとも何れか一方の捕捉衛星数が３機であっても、当該他装置と自分自身とが接近関係であるか否かを判定できることができる衝突判定装置を提供することにある。

その目的を達成するための衝突判定装置の発明は、移動体で用いられ、それぞれ異なる位置に存在する複数の基準局から送信される電波であって、当該電波の送信元を示す送信元情報を含む電波を受信する受信機（１２）と、複数の基準局のうち、電波を受信できている基準局である捕捉基準局との擬似距離を、受信機が受信した捕捉基準局からの電波に基づいて逐次特定する擬似距離特定部（１２１）と、捕捉基準局が２つ以上存在する場合において、捕捉基準局のうち、所定の基準局である第１基準局に対する擬似距離と、第１基準局とは異なる捕捉基準局である第２基準局に対する擬似距離との差である自己一重差を逐次算出する自己一重差算出部（Ｆ１）と、擬似距離特定部が特定した捕捉基準局との擬似距離に応じて定まる情報であって、当該情報を受信した他の装置が、移動体における自己一重差を特定するための情報である擬似距離関連情報を、移動体の周辺に無線送信する送信処理部（Ｆ３）と、移動体の外部に存在する装置である他装置から無線送信される、他装置にとっての擬似距離関連情報を受信する受信処理部（Ｆ４）と、受信処理部が受信した他装置の擬似距離関連情報に基づいて、他装置における第１基準局との擬似距離と他装置における第２基準局との擬似距離との差である他者一重差を逐次特定する他者一重差特定部（Ｆ５）と、自己一重差算出部が算出する自己一重差と他者一重差特定部が特定する他者一重差との差である二重差を逐次算出する二重差算出部（Ｆ６）と、複数時点における二重差に基づいて二重差が減少傾向となっているか否かを判定し、二重差が減少傾向となっていることに基づいて他装置と移動体とが接近関係である判定する接近関係判定部（Ｆ７）と、を備えることを特徴とする。

以上の構成では、自己一重差算出部は、自分自身としての衝突判定装置（以降、自装置）にとっての、第１基準局及び第２基準局のそれぞれとの擬似距離の差である自己一重差を算出する。また、他者一重差特定部は、他装置から送信されてくる擬似距離関連情報に基づいて、当該他装置にとっての第１基準局及び第２基準局のそれぞれとの擬似距離の差である他者一重差を特定する。そして、二重差算出部は、自己一重差と他者一重差の差である二重差を算出する。

このようにして算出される二重差は、自装置と他装置が共通して捕捉している２つの基準局との擬似距離に応じて定まるパラメータである。二重差は、自装置と他装置とが衝突する挙動で移動している場合には、自装置と他装置との距離が縮まるにつれて０に近づいていく。また、自装置と他装置とが同一地点に存在する場合、二重差は０となる。つまり、二重差は、自装置と他装置との距離の指標として機能するパラメータである。

したがって、当該二重差が減少傾向となっているか否かは、自装置と他装置が接近関係にあるか否かを示唆する情報として機能する。つまり、接近判定部は、二重差が減少傾向であるか否かに基づいて、自装置と他装置が接近関係にあるか否かを判定することができる。

そして、接近関係判定部が自装置と他装置が接近関係にあるか否かを判定する上で用いられる二重差は、自装置と他装置とが共通して捕捉している基準局が２つ存在すれば特定することができる。

なお、上述の基準局としては、例えば、全地球型航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）で用いられる衛星（以降、ＧＮＳＳ衛星）や、携帯電話網等の公衆無線通信網を構築する無線基地局を利用することができる。

仮に、基準局としてＧＮＳＳ衛星を採用する場合であっても、上述した理由により、自装置と他装置とで２機のＧＮＳＳ衛星を共通して捕捉できていればよい。つまり、以上の構成によれば捕捉衛星数が３機以下であっても、自装置と無線通信を実施している他装置が、自装置と接近関係にある装置であるか否かを判定できることができる。

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本実施形態に係る運転支援システム１００の概略的な構成を示す図である。車載器１の概略的な構成の一例を示すブロック図である。制御ユニット１１の概略的な構成の一例を示すブロック図である。接近関係判定部Ｆ７が実施する警報要否判定処理に対応するフローチャートである。二重差Ｄと変化度αの関係を説明するためのグラフである。変形例１における組み合わせ選択処理を説明するためのフローチャートである。直交度評価処理を説明するためのフローチャートである。送信用装置２の概略的な構成の一例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。図１は、本発明に係る衝突判定装置を用いて実現される運転支援システム１００の概略的な構成の一例を示す図である。図１に示すように運転支援システム１００は、複数のＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１〜３と、複数の車両Ｍａ，Ｍｂの各々に搭載されている複数の車載器１とを備える。

なお、図１では、便宜上、車載器１を搭載した車両を２台しか図示していないが、３台以上存在してもよい。以降において、車両Ｍａ，Ｍｂに搭載されている各車載器１を区別する場合には、車両Ｍａに搭載されている車載器１を車載器１ａ、車両Ｍｂに搭載されている車載器１を車載器１ｂとも記載する。また、車両Ｍａ，Ｍｂを明確に区別する場合には、第１車両Ｍａ、第２車両Ｍｂと記載する。車載器１ａが請求項に記載の衝突判定装置に相当し、車載器１ｂが請求項に記載の他装置に相当する。

ＧＮＳＳ衛星についても、図１では便宜上３機しか図示していないが、４機以上存在してもよい。ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１〜３を区別しない場合には、単にＧＮＳＳ衛星と記載する。ＧＮＳＳ衛星が請求項に記載の基準局に相当する。

＜運転支援システム１００の概略構成＞
ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１〜３は、全地球型航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）で用いられる衛星である。各ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１〜３は、衛星自身の現在位置を示すデータ（いわゆるエフェメリス）を含む電波を送信する。また、各ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１〜３が送信する電波には、そのＧＮＳＳ衛星が当該電波を送信した時刻を示す情報も含まれている。ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１〜３のそれぞれが送信する信号は、ＧＮＳＳ衛星毎に固有のＣ／Ａコードを用いて位相変調が施されている。Ｃ／Ａコードが請求項に記載の送信元情報に相当する。

ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１〜３は何れも、車両Ｍａ，Ｍｂが、そのＧＮＳＳ衛星から送信された電波を受信可能な位置に存在している。換言すれば、ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１〜３は何れも車両Ｍａ，Ｍｂによって捕捉されている。なお、或る車両が、或るＧＮＳＳ衛星を捕捉できている状態とは、その車両がそのＧＮＳＳ衛星からの電波を受信できている状態を指す。

車両Ｍａ、車両Ｍｂは、道路上を走行する車両である。本実施形態において各車両Ｍａ，Ｍｂは、四輪自動車とするが、これに限らない。各車両は二輪自動車や三輪自動車等であってもよい。二輪自動車は原動機付き自転車を含んでもよい。

各車両Ｍａ，Ｍｂは、ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１〜３から送信される電波を受信する機能を備える。また、各車両Ｍａ，Ｍｂは、予め割り当てられた周波数帯の電波を用いて、広域通信網を介さない無線通信（いわゆる車車間通信）を実施するように構成されている。車車間通信に用いられる周波数帯は、適宜設計されれば良い。例えば車車間通信は、７６０ＭＨｚ帯の電波を用いて実現されればよい。もちろん、その他、車車間通信は２．４ＧＨｚ、５．９ＧＨｚ帯などの電波を用いて実現されてもよい。

なお、各車両において、上述したＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１〜３からの電波を受信する機能や、車車間通信を実施する機能は車載器１によって提供される。以降では、各車両に搭載される車載器１の構成について、より詳細に述べる。

＜車載器１の構成について＞
車載器１は、図２に示すように、制御ユニット１１、ＧＮＳＳ受信機１２、車車間通信部１３、及び報知装置１４を備える。制御ユニット１１は、ＧＮＳＳ受信機１２、車車間通信部１３、及び報知装置１４のそれぞれと、相互通信可能に接続されている。便宜上、当該車載器１が搭載されている車両を、他の車載器１が搭載されている車両と区別して、自車両とも記載する。

制御ユニット１１は、車載器１全体の動作を制御するユニットである。制御ユニット１１は、通常のコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ１１１、ＲＡＭ１１２、ＲＯＭ１１３、Ｉ／Ｏ１１４、及びこれらの構成を接続するバスラインなどを備えている。ＲＯＭ１１３には、通常のコンピュータを制御ユニット１１として機能させるためのプログラム（以降、制御プログラム）等が格納されている。

なお、上述の制御プログラムは、非遷移的実体的記録媒体（non- transitory tangible storage medium）に格納されていればよい。ＣＰＵ１１１が制御プログラムを実行することは、制御プログラムに対応する方法が実行されることに相当する。

この制御ユニット１１は、概略的には、ＧＮＳＳ受信機１２や車車間通信部１３から入力されるデータに基づいて、自車両と車車間通信を実施している他車両が、自車両と衝突する位置関係となっているかを判定する。そして、或る他車両が自車両と衝突する位置関係となっている場合には、報知装置１４を所定の態様で動作させることで、自車両のドライバに対し、当該他車両に対する注意を促す。この制御ユニット１１の詳細については別途後述する。

ＧＮＳＳ受信機１２は、ＧＮＳＳ衛星から送信される電波を受信する。ＧＮＳＳ受信機１２は、ＧＮＳＳ衛星を４機以上捕捉している場合、各ＧＮＳＳ衛星から受信した電波に基づいて、ＧＮＳＳ受信機１２の現在位置を示す情報を取得する。ＧＮＳＳ受信機１２が取得した現在位置は、例えば、ＧＮＳＳ衛星が測位に用いられる所定の三次元座標系における座標で現れれば良い。例えば三次元座標系として測地座標系を採用し、現在位置は、緯度、経度、高度で表されれば良い。なお、その他、ECEF (Earth Centered, Earth Fixed)直交座標系や、地平直交座標系を採用してもよい。

ＧＮＳＳ受信機１２は、現在位置を特定するためのサブ機能として、捕捉しているＧＮＳＳ衛星（以降、捕捉衛星）との擬似距離を特定する擬似距離特定部１２１を備える。擬似距離特定部１２１は、受信している電波に基づいて、捕捉しているＧＮＳＳ衛星毎に、そのＧＮＳＳ衛星との擬似距離を逐次算出する。

擬似距離の算出方法は周知の方法を援用すればよい。例えば、擬似距離特定部１２１は、受信した電波の送信時刻と受信時刻の差に電波の伝搬速度Ｃ（Ｃ＝３×１０＾８［ｍ／秒］）を乗じた値とすればよい。送信時刻は受信した電波に含まれている。受信時刻は、ＧＮＳＳ受信機１２が保有する時刻情報によって特定されれば良い。

なお、ここでは一例として、擬似距離特定部１２１は、送信時刻と受信時刻の差を電波の飛行時間（以降、ＴＯＦ：Time Of Flight）と見なして擬似距離を算出する態様とするが、これに限らない。擬似距離特定部１２１は、Ｃ／Ａコードの位相のずれ量に基づいてＴＯＦを特定してもよいし、その他の方法を援用してＴＯＦを特定してもよい。

擬似距離特定部１２１は、特定した捕捉衛星毎の擬似距離を示すデータを、制御ユニット１１に逐次提供する。なお、捕捉衛生毎の擬似距離は、どのＧＮＳＳ衛星に対する擬似距離であるかを示す情報（以降、衛星識別情報）と対応付けられて制御ユニット１１に提供される。受信電波の送信元、換言すれば捕捉衛星は、受信電波のＣ／Ａコード等によって識別されれば良い。ＧＮＳＳ受信機１２が請求項に記載の受信機に相当する。また、捕捉衛星が請求項に記載の捕捉基準局に相当する。

車車間通信部１３は、車車間通信に用いられる周波数帯の電波を送受信可能なアンテナを備えており、そのアンテナを介して、他の車載器１と直接的に無線通信を実施する。具体的には、車車間通信部１３は、アンテナで受信した信号に対して、アナログデジタル変換や、復調、復号などを所定の処理を施すことで、受信信号に含まれるデータを抽出し、当該抽出したデータを制御ユニット１１に出力する。また、制御ユニット１１から入力されたデータに対して符号化、変調、デジタルアナログ変換等の所定の処理を施して得られるアナログ信号をアンテナに出力し、電波として放射させる。

報知装置１４は、自車両の乗員に向けて、所定の情報の提供を行うためのデバイスである。報知装置１４としては、ディスプレイや、インジケータ、スピーカ、振動発生装置（いわゆるバイブレータ）などを採用することができる。なお、報知装置１４としてバイブレータを採用する場合には、当該バイブレータは、運転席やハンドル等といったドライバの体が触れる位置に設けられていることが好ましい。報知装置１４は、後述するように、制御ユニット１１の指示に基づいて作動する。

＜制御ユニット１１の構成について＞
次に、第１車両Ｍａに搭載されている車載器１ａの制御ユニット１１を例にとって、制御ユニット１１の構成及び作動について述べる。なお、他の車載器１の制御ユニット１１も同様の構成となっている。

制御ユニット１１は、ＣＰＵ１１１が上述の制御プログラムを実行することによって、図３に示す種々の機能を提供する。具体的には、制御ユニット１１は機能ブロックとして、自車一重差算出部Ｆ１、送信データ生成部Ｆ２、送信処理部Ｆ３、受信処理部Ｆ４、他車一重差特定部Ｆ５、二重差算出部Ｆ６、接近関係判定部Ｆ７、及び報知処理部Ｆ８を備える。

なお、制御ユニット１１が備える機能ブロックの一部又は全部は、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に実現してもよい。また、制御ユニット１１が備える機能ブロックの一部又は全部は、ＣＰＵによるソフトウェアの実行とハードウェア部材の組み合わせによって実現されてもよい。

自車一重差算出部Ｆ１は、ＧＮＳＳ受信機１２から逐次提供される捕捉衛星毎の擬似距離を取得する。そして、２つのＧＮＳＳ衛星を１組とする組み合わせ毎に、当該組み合わせを構成するＧＮＳＳ衛星の擬似距離の差の絶対値である一重差を、逐次（例えば１００ミリ秒毎に）算出する。以降では、任意の２つのＧＮＳＳ衛星からなる組み合わせのことを、衛星組み合わせとも記載する。

例えば、図１に示すように第１車両Ｍａが、ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１〜Ｓｔ３の３つのＧＮＳＳ衛星を捕捉している場合、衛星組み合わせとして、ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１とＳｔ２、ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１とＳｔ３、ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ２とＳｔ３の、３通りの衛星組み合わせが成立する。この場合、自車一重差算出部Ｆ１は、３組の衛星組み合わせのそれぞれに対して一重差を算出する。より具体的には、ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１とＧＮＳＳ衛星Ｓｔ２の組み合わせにおける一重差とは、ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１との擬似距離と、ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ２との擬似距離の差の絶対値である。ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１が請求項に記載の第１基準局の一例に相当し、ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ２が請求項に記載の第２基準局の一例に相当する。

自車一重差算出部Ｆ１が逐次算出する衛星組み合わせ毎の一重差は、ＲＡＭ１１２に保存される。ＲＡＭ１１２に格納されている一重差は、二重差算出部Ｆ６によって参照される。なお、衛星組み合わせ毎の一重差は、どの衛星組み合わせに対する一重差であるかを示す情報（以降、ペア情報）と対応付けて取り扱われるものとする。自車一重差算出部Ｆ１が請求項に記載の自己一重差算出部に相当する。また、自車一重差算出部Ｆ１が算出する一重差が請求項に記載の自己一重差に相当する。

送信データ生成部Ｆ２は、車車間通信によって他車両に送信するためのデータ（以降、車車間通信用データ）を生成する機能ブロックである。送信データ生成部Ｆ２は、車車間通信用データとして、ＧＮＳＳ受信機１２から逐次提供される捕捉衛星毎の擬似距離を示すデータ（以降、擬似距離データ）を生成する。

擬似距離データにおいて、捕捉衛星毎の擬似距離は、その衛星識別情報と対応付けられている。これにより、当該擬似距離データを受信した他の車載器１（例えば車載器１ｂ）は、第１車両Ｍａが捕捉しているＧＮＳＳ衛星、及び、第１車両Ｍａにおける各捕捉衛星との擬似距離を特定することができる。

なお、擬似距離データは、捕捉衛星毎の擬似距離及び衛星識別情報に加えて、送信元の車載器１を示す車両ＩＤ等を含んでいる。車両ＩＤは、車車間通信を実施する通信端末（換言すれば車載器）毎に割り当てられる識別情報である。第１車両Ｍａの車両ＩＤは、擬似距離データにおいて送信元アドレスとして含まれている。擬似距離データが請求項に記載の擬似距離関連情報に相当する。

送信データ生成部Ｆ２が生成したデータ（例えば擬似距離データ）は、送信処理部Ｆ３に逐次提供される。送信処理部Ｆ３は、送信データ生成部Ｆ２から入力されたデータを、車車間通信部１３に出力し、無線送信させる。

受信処理部Ｆ４は、車車間通信部１３が受信したデータを取得する。例えば受信処理部Ｆ４は、他車両（例えば第２車両Ｍｂ）から送信された擬似距離データを取得する。受信処理部Ｆ４は、擬似距離データを取得した場合、その擬似距離データを他車一重差特定部Ｆ５に提供する。また、受信処理部Ｆ４が取得した擬似距離データは、当該データの送信元である車両毎に区別してＲＡＭ１１２に格納される。なお、受信データの送信元は、データに含まれる送信元アドレスによって識別されれば良い。

他車一重差特定部Ｆ５は、受信処理部Ｆ４から提供される他車両の擬似距離データに基づいて、当該他車両が捕捉しているＧＮＳＳ衛星の組み合わせ毎の一重差を、自車一重差算出部Ｆ１と同様の方法で算出する。つまり、他車一重差特定部Ｆ５は、他車両における衛星組み合わせ毎の一重差を、当該他車両から送信されてきた擬似距離データに基づいて特定する。

例えば、他車一重差特定部Ｆ５は、第２車両Ｍｂから受信した擬似距離データに基づいて、第２車両Ｍｂにとっての衛星組み合わせ毎の一重差を算出する。なお、複数の他車両から擬似距離データを受信している場合には、それぞれの他車両に対して、一重差を算出する。

他車一重差特定部Ｆ５が算出した、或る他車両における衛星組み合わせ毎の一重差は、車両毎に区別してＲＡＭ１１２に保存される。以降では便宜上、自車一重差算出部Ｆ１が算出する一重差を自車一重差とも記載し、他車一重差特定部Ｆ５が特定する一重差を他車一重差とも記載する。他車一重差特定部Ｆ５が請求項に記載の他者一重差特定部に相当し、他車一重差が請求項に記載の他者一重差に相当する。

なお、他車一重差についても、自車一重差と同様に、何れの衛星組み合わせに対する一重差であるかを示すペア情報と対応付けてＲＡＭ１１２に保存される。自車一重差や他車一重差を示すデータには、当該データが保存された時刻を示すタイムスタンプが付与されていることが好ましい。ＲＡＭ１１２に格納されている他車両毎の他車一重差は、二重差算出部Ｆ６によって参照される。

以降では、説明簡略化のため、第１車両Ｍａは、第２車両Ｍｂのみと車車間通信を実施している場合を想定して、各部の作動について述べる。

二重差算出部Ｆ６は、ＲＡＭ１１２に格納されている衛星組み合わせ毎の自車一重差を示すデータと、第２車両Ｍｂの衛星組み合わせ毎の他車一重差を示すデータを参照し、まずは、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとで共通して捕捉しているＧＮＳＳ衛星を特定する。そして、共通して捕捉している衛星の組み合わせ毎に、二重差Ｄを逐次（例えば１００ミリ秒毎に）算出する。二重差Ｄは、同じ衛星組み合わせにおける自車一重差と他車一重差との差の絶対値である。

例えば、ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１，Ｓｔ２の衛星組み合わせにおける第１車両Ｍａの一重差をｄ（ａ，Ｓｔ１，Ｓｔ２）、同一衛星組み合わせにおける第２車両Ｍｂの一重差をｄ（ｂ，Ｓｔ１，Ｓｔ２）とすると、ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１とＳｔ２の衛星組み合わせにおける第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂの二重差Ｄ（ａ，ｂ，Ｓｔ１，Ｓｔ２）は次の数式１で表される。

また、第１車両ＭａとＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１との擬似距離をＰｄ（ａ，Ｓｔ１）、第１車両ＭａとＧＮＳＳ衛星Ｓｔ２との擬似距離をＰｄ（ａ，Ｓｔ２）、第２車両ＭｂとＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１との擬似距離をＰｄ（ｂ，Ｓｔ１）、第２車両ＭｂとＧＮＳＳ衛星Ｓｔ２との擬似距離をＰｄ（ｂ，Ｓｔ２）とすると、上記数式１で表される二重差Ｄ（ａ，ｂ，Ｓｔ１，Ｓｔ２）は、次の数式２のように表すことができる。

以上のようにして求まる、ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１、Ｓｔ２からなる衛星組み合わせについての、第２車両Ｍｂとの二重差Ｄ（ａ，ｂ，Ｓｔ１，Ｓｔ２）は、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂ間の相対距離に略比例し、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとが同一地点に存在する場合には０となる。つまり、第２車両Ｍｂとの共通する衛星組み合わせ毎の二重差Ｄは、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとの距離の指標として機能する。

なお、各車両の捕捉衛星数が３以下である場合やアルマナックが未取得な状態である場合を想定すると、各車両における時刻情報はＧＮＳＳで用いられる基準時刻に対して非同期となる。そのため、各車両における疑似距離には時刻誤差に由来する誤差が含まれる。ここで、上記数式２を構成するＰｄ（ａ，Ｓｔ１）、Ｐｄ（ａ，Ｓｔ２）、Ｐｄ（ｂ，Ｓｔ１）Ｐｄ（ｂ，Ｓｔ２）は、より具体的に展開すると下記の数式３〜数式６で表される。

上記数式３〜６におけるパラメータｘ_１、ｙ_１、ｚ_１は、所定の三次元座標系におけるＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１の現在位置を示す座標であり、パラメータｘ_２、ｙ_２、ｚ_２は、同一の座標系におけるＧＮＳＳ衛星Ｓｔ２の現在位置を示す座標である。ここでの三次元座標系は、前述の通り、ＧＮＳＳ衛星が測位に用いる座標系とすればよい。また、パラメータｘ_ａ、ｙ_ａ、ｚ_ａは、同一座標系における第１車両Ｍａの現在位置を示す座標であり、パラメータｘ_ｂ、ｙ_ｂ、ｚ_ｂは第２車両Ｍｂの現在位置を示す座標である。ｔ_１，ｔ_２は、ＧＮＳＳ衛星Ｓｔ１，Ｓｔ２のそれぞれの真値との時刻誤差であり、ｔ_ａ，ｔ_ｂは、第１車両Ｍａ、第２車両Ｍｂのそれぞれの真値との時刻誤差を示している。各数式の第２項は、時刻誤差に由来する成分を表している。

上記数式３〜６を、数式２に代入すると、種々の擬似距離に含まれる時刻誤差成分は相殺される。つまり、上記の方法によって求まる二重差Ｄは、各ＧＮＳＳ衛星及び各車両における基準時刻に対する時刻誤差が解消されている。

また、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとの距離は、車車間通信を実施可能な距離（例えば数百ｍ以内）となっているため、電離層や対流圏により生じる誤差も、共通のＧＮＳＳ衛星に対しては相殺されている。

つまり以上の方法によって算出される二重差Ｄは、種々の誤差の影響が相殺されている。その結果、第２車両Ｍｂに対する二重差Ｄは、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとの距離を、高精度に指し示す指標として機能する。

以上のようにして二重差算出部Ｆ６が算出した第２車両Ｍｂに対する衛星組み合わせ毎の二重差Ｄは、ＲＡＭ１１２に保存される。複数時点における二重差算出部Ｆ６の算出結果は、衛星組み合わせ毎に、最新の算出結果が先頭となるように時系列順に並べて格納されていればよい。便宜上、或る衛星組み合わせにおける二重差Ｄを時系列に並べたデータを、その衛星組み合わせにおける二重差Ｄの時系列データと称する。

なお、第１車両Ｍａが車車間通信可能な範囲内に、第２車両Ｍｂ以外の車両が存在する場合には、第２車両Ｍｂと同様に当該他の車両についても、共通して捕捉しているＧＮＳＳ衛星の組み合わせ毎に、二重差Ｄを算出すればよい。衛星組み合わせ毎の二重差Ｄは、車車間通信の通信相手とする他車両毎に区別して算出し、保存していく。なお、保存してから一定時間経過したデータについては随時削除していけばよい。

接近関係判定部Ｆ７は、二重差算出部Ｆ６が算出している第２車両Ｍｂに対する二重差Ｄの時間変化に基づいて、自車両としての第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとが接近関係に該当するか否かを判定する。ここでの接近関係とは、互いの距離が減少傾向にある関係を指す。

また、接近関係判定部Ｆ７は、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが接近関係であると判定した場合には、さらに、所定の衛星組み合わせにおける二重差Ｄを用いて、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが、所定の時間以内に衝突する可能性があるか否かを判定する。そして、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが所定の時間以内に衝突する可能性があると判定した場合には、報知処理部Ｆ８に対して、警報処理を実施するように要求する。ここでの警報処理とは、自車両と衝突する恐れがある車両（ここでは第２車両Ｍｂ）の存在を、自車両のドライバに対して報知する処理である。この接近関係判定部Ｆ７の作動の詳細については別途後述する。

報知処理部Ｆ８は、接近関係判定部Ｆ７からの要求に基づいて、警報処理を実施する。例えば車載器１が報知装置１４としてディスプレイを備える場合には、報知処理部Ｆ８は、自車両に対して接近中の車両が存在することを示す画像をディスプレイに表示する。また、車載器１が報知装置１４としてスピーカを備える場合には、報知処理部Ｆ８は、スピーカから所定のメッセージを音声出力することによって、ドライバに対して、接近関係にある他車両の存在を警告してもよい。さらに、バイブレータを所定の振動パターンで振動させたりインジケータを点灯（点滅を含む）させたりすることで、ドライバに対し、他車両の存在を警告してもよい。報知処理部Ｆ８は、種々の報知装置を組み合わせて用いて警報処理を実施してもよい。

＜衝突判定関連処理＞
次に、図４に示すフローチャートを用いて、接近関係判定部Ｆ７が実施する警報要否判定処理について説明する。この警報要否判定処理は、自車両としての第１車両Ｍａ周辺に存在する他車両（ここでは第２車両Ｍｂ）についての警報処理を、報知処理部Ｆ８に実施させるべきか否かを接近関係判定部Ｆ７が判定する処理に相当する。なお、ここでの第１車両Ｍａ周辺とは、第１車両Ｍａが車車間通信可能な範囲に相当する。

この図４に示すフローチャートは、例えば第１車両Ｍａの走行用電源（例えばイグニッション電源）がオンとなって車載器１ａに電力が供給されている間、逐次（例えば１００ミリ秒毎に）実施されれば良い。

まず、ステップＳ１０では、ＲＡＭ１１２を参照し、第２車両Ｍｂの捕捉衛星を特定してステップＳ２０に移る。ステップＳ２０では、ＲＡＭ１１２を参照し、第１車両Ｍａの捕捉衛星を特定してステップＳ３０に移る。

ステップＳ３０では、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが共通して捕捉しているＧＮＳＳ衛星の数（以降、共通捕捉衛星数）Ｎが３以上であるか否かを判定する。共通捕捉衛星数Ｎが３以上である場合には、ステップＳ３０が肯定判定されてステップＳ４０に移る。一方、共通捕捉衛星数Ｎが２以下である場合には、ステップＳ３０が否定判定されて本フローを終了する。

ステップＳ４０では、第２車両Ｍｂについての衛星組み合わせ毎の二重差Ｄの時系列データを、ＲＡＭ１１２から読み出してステップＳ５０に移る。なお、本実施形態では、二重差算出部Ｆ６は、本フローとは独立して、例えば第２車両Ｍｂからの擬似距離データを受信するたびに、第２車両Ｍｂについての衛星組み合わせ毎の二重差Ｄを算出している態様とするが、これに限らない。他の態様として、二重差算出部Ｆ６は、このステップＳ４０に移ったタイミングで、直近の複数時点における第２車両Ｍｂについての衛星組み合わせ毎の二重差Ｄを算出する態様としてもよい。

ステップＳ５０では、ステップＳ４０で読み出したデータに基づいて、衛星組み合わせ毎の二重差Ｄの単位時間当りの変化度合い（以降、変化度）αを算出する。図５は、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとが接近関係となっている場合の、或る衛星組み合わせにおける二重差Ｄの時間変化を概念的に表したグラフである。横軸は時間を、縦軸は二重差Ｄの値を表している。横軸上に設けている時刻Ｔｎｗは、最新の二重差Ｄを算出した時点を表しており、時刻Ｐｐｓは、時刻Ｔｎｗから一定時間（図中ΔＴ）過去の時点を表している。Ｄｎｗは、時刻Ｔｎｗにおける二重差Ｄの値を表しており、Ｄｐｓは時刻Ｔｐｓにおける二重差Ｄの値である。なお、グラフ中の点は、各時点において算出された二重差を表している。

このような場合、接近関係判定部Ｆ７は、例えば、ＤｎｗからＤｐｓを減算したΔＤを算出し、さらにΔＤをΔＴで除算することで、当該衛星組み合わせにおける変化度αを特定する。ΔＴは絶対値であり、ΔＤは、二重差Ｄが減少傾向にある場合には、負の値となる。つまり、二重差Ｄが減少傾向にある場合、変化度αの符号は負になる。

したがって、変化度αは、二重差Ｄが減少傾向となっているか否かを示すパラメータとして機能し、変化度αが小さいほど、急峻に二重差Ｄが減少していることを示す。なお、図５中の一点鎖線は、現在から過去一定時間以内の二重差Ｄを母集団として定まる、経過時間と二重差Ｄの関係を近似した１次関数を表している。

ところで、第２車両Ｍｂについての二重差Ｄは、前述の通り、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂ間の距離に比例する。そのため、第２車両Ｍｂについての二重差Ｄの変化度αが負となっているということは、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとの距離が減少しつつあることを意味する。

ステップＳ５０での全ての衛星組み合わせの変化度αの算出が完了すると、ステップＳ６０に移る。ステップＳ６０では、ステップＳ５０で算出した衛星組み合わせ毎の変化度αに基づいて、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂは接近関係となっているかを判定する。具体的には、接近関係判定部Ｆ７は、各衛星組み合わせの変化度αが何れも負の値である場合に、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂは接近関係となっていると判定する。換言すれば、各衛星組み合わせの二重差Ｄが何れも減少傾向となっている場合に、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂは接近関係となっていると判定する。

なお、或る衛星組み合わせにおける二重差Ｄが減少傾向となっているか否かは、変化度α以外のパラメータを用いて判定してもよい。例えば、ΔＤが負となっている場合に当該衛星組み合わせにおける二重差Ｄは減少傾向であると判定してもよい。

さらに、変化度αの算出方法は上述した方法に限らない。例えば、現在から過去一定時間以内の二重差Ｄを母集団として抽出し、当該母集団に対して最小二乗法などの周知の統計解析方法を援用して定まる近似直線の傾きを、変化度αとして採用してもよい。

また、本実施形態では一例として、全ての衛星組み合わせにおける二重差Ｄが何れも減少傾向である場合に、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが接近関係であると判定する態様とするが、これに限らない。例えば、二重差Ｄが減少傾向となっている衛星組み合わせの数が、減少傾向となっていない衛星組み合わせの数よりも多い場合に、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが接近関係であると判定してもよい。つまり、多数決の原理によって第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが接近関係であるか否かを判定してもよい。

さらに、他の態様として接近関係判定部Ｆ７は、任意の１つの衛星組み合わせにおける二重差Ｄが減少傾向となっている場合に、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが接近関係であると判定してもよい。ただし、次に述べる理由により、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが接近関係となっているか否かは、本実施形態のように、少なくとも２通り（換言すれば２組）以上の衛星組み合わせの二重差Ｄの変化度αに基づいて判定することが好ましい。

或る衛星組み合わせの二重差Ｄは、前述の通り、基本的には第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂ間の距離の指標として機能する。具体的には、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが接近関係となっている場合、二重差Ｄも減少傾向となる。

しかしながら、二重差Ｄが０となる場合とは、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとが同一地点に存在する場合に限らない。数学的には、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとが離れている場合であっても０となる場合がある。つまり、或る１つの衛星組み合わせにおける二重差Ｄが減少傾向となっているからといって、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが必ずしも接近関係となっているとは限らない。

そこで、複数の衛星組み合わせの二重差Ｄがいずれも減少傾向となっていることを、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとは接近関係であると判定する条件とすることで、上述した事象に由来する誤判定を抑制することができる。もちろん、運転支援システム１００の設計思想として、上述した事象に由来する誤判定を許容する場合には、任意の１つの衛星組み合わせにおける二重差Ｄが減少傾向となっている場合に、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが接近関係であると判定してもよい。

ステップＳ６０にて第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂは接近関係となっていると判定した場合には、ステップＳ７０に移る。一方、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂは接近関係となってはいないと判定した場合には、本フローを終了する。

ステップＳ７０では、組み合わせ選択処理を実施してステップＳ８０に移る。この組み合わせ選択処理は、複数の衛星組み合わせのうち、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとが所定の時間以内に衝突する可能性があるか否かの判定（以降、衝突判定）に用いる２組の衛星組み合わせを選択する処理である。

本実施形態では一例として、変化度αの絶対値が、最も大きい衛星組み合わせと、二番目に大きい衛星組み合わせを選択する。なお、変化度αが負値であることを鑑みれば、このステップＳ７０は、変化度αが最も小さい衛星組み合わせと、二番目に小さい衛星組み合わせを選択する処理に相当する。組み合わせ選択処理において衛星組み合わせを選択する規則は上述した規則に限らない。後述する種々の変形例の方法によって、衝突判定に用いる２組の衛星組み合わせを選択してもよい。

２組の衛星組み合わせを用いて衝突判定を実施する理由は、判定精度を高めるためである。つまり、複数の衛星組み合わせを用いることで、衛星組み合わせ固有の誤差等の影響を抑制する。なお、本実施形態では２組の衛星組み合わせを用いて衝突判定を実施する態様とするがこれに限らない。３組以上の衛星組み合わせを用いて衝突判定を実施してもよい。また、１組の衛星組み合わせを用いて衝突判定を実施してもよい。

以降では、このステップＳ７０で選択した２組の衛星組み合わせのうちの一方を、第１衛星組み合わせ、他方を第２衛星組み合わせとも記載する。なお、ステップＳ７０で選択した２組の衛星組み合わせのどちらを第１衛星組み合わせとするかは適宜設計されればよい。ここでは一例として、変化度αの絶対値が最も大きい方の衛星組み合わせを第１衛星組み合わせとする。第１衛星組み合わせが請求項に記載の第１組み合わせに相当する。また、第２衛星組み合わせが請求項に記載の第２組み合わせに相当する。

ステップＳ８０では、ステップＳ７０で選択した衛星組み合わせ毎に、その衛星組み合わせにおける変化度αを用いて、その衛星組み合わせの二重差Ｄが０となるまでの残り時間である固有残余時間Ｔｒｍｎを算出する。例えば、第１衛星組み合わせにおける固有残余時間Ｔｒｍｎは、第１衛星組み合わせにおける最新の二重差Ｄを、第１衛星組み合わせの変化度αで除算することで決定する。なお、固有残余時間Ｔｒｍｎの概念は、図５にも示している。

第１衛星組み合わせの固有残余時間Ｔｒｍｎと、第２衛星組み合わせの固有残余時間Ｔｒｍｎの両方の算出が完了すると、ステップＳ９０に移る。便宜上、第１衛星組み合わせの固有残余時間Ｔｒｍｎを第１固有残余時間Ｔｒｍｎ１、第２衛星組み合わせの固有残余時間Ｔｒｍｎを第２固有残余時間Ｔｒｍｎ２とも記載する。

第１固有残余時間Ｔｒｍｎ１が請求項に記載の第１残余時間に相当し、第２固有残余時間Ｔｒｍｎ２が請求項に記載の第２残余時間に相当する。また、第１衛星組み合わせの変化度αが請求項に記載の第１組み合わせ変化度に相当し、第２衛星組み合わせの変化度αが請求項に記載の第２組み合わせ変化度に相当する。

ステップＳ９０では、第１固有残余時間Ｔｒｍｎ１と第２固有残余時間Ｔｒｍｎ２との差の絶対値（以降、残余時間差）ΔＴｒｍｎが、所定の衝突閾値ＴＨｃｌｎ未満となっているか否かを判定する。残余時間差ΔＴｒｍｎが衝突閾値ＴＨｃｌｎ未満となっている場合にはステップＳ９０が肯定判定されてステップＳ１００に移る。一方、残余時間差ΔＴｒｍｎが衝突閾値ＴＨｃｌｎ以上となっている場合にはステップＳ９０が否定判定されて本フローを終了する。

ここでの衝突閾値ＴＨｃｌｎは、第１固有残余時間Ｔｒｍｎ１と第２固有残余時間Ｔｒｍｎ２との差から、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとが衝突するタイミングで、相対位置が変化しているかを判定するための閾値である。

仮に第１車両Ｍａが第２車両Ｍｂと衝突しない場合は、それぞれの二重差Ｄが０となるまでの時間（つまり固有残余時間Ｔｒｍｎ）に差が生じることになる。また、逆説的に、第１車両Ｍａが第２車両Ｍｂと衝突する場合には、それぞれの固有残余時間Ｔｒｍｎは略同一となるはずである。

したがって、残余時間差ΔＴｒｍｎが衝突閾値ＴＨｃｌｎ未満となっているか否かによって、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとが衝突する可能性があるか否かを判定することができる。残余時間差ΔＴｒｍｎが、衝突閾値ＴＨｃｌｎ以上となっている場合には、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとは接近関係にあるものの、衝突が生じうるような位置関係及び相対速度ではないことを意味する。つまり、ステップＳ９０で判定が、前述の衝突判定に相当する。なお、衝突閾値ＴＨｃｌｎの具体的な値は適宜設計されればよい。例えば３秒や５秒程度とすればよい。

ステップＳ１００では、第１固有残余時間Ｔｒｍｎ１と第２固有残余時間Ｔｒｍｎ２に基づいて、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとが衝突するまでの残り時間（以降、ＴＴＣ：Time to Collision）を特定し、ステップＳ１１０に移る。ここでは一例として、ＴＴＣは、第１固有残余時間Ｔｒｍｎ１と第２固有残余時間Ｔｒｍｎ２の平均値とする。なお、仮に３以上の衛星組み合わせを用いて衝突判定を実施する場合には、複数の衛星組み合わせにおける固有残余時間の中央値をＴＴＣとして採用してもよい。

ステップＳ１１０では、ステップＳ１００で算出したＴＴＣが所定の警報実施時間ＴＨａｌ未満となっているか否かを判定する。ＴＴＣが警報実施時間ＴＨａｌ未満となっている場合には、ステップＳ１１０が肯定判定されてステップＳ１２０に移る。一方、ＴＴＣが警報実施時間ＴＨａｌ以上である場合にはステップＳ１１０が否定判定されて本フローを終了する。警報実施時間ＴＨａｌは、適宜設計されればよく、例えば５秒から１０秒程度とすれば良い。

ステップＳ１２０では、報知処理部Ｆ８に対して、警報処理を実施するように要求して本フローを終了する。なお、報知処理部Ｆ８は、接近関係判定部Ｆ７からの要求に基づいて報知装置１４と協働して警報処理を実施する。

＜本実施形態のまとめ＞
以上の構成では、接近関係判定部Ｆ７は、自車両としての第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂにおける衛星組み合わせ毎の二重差Ｄに基づいて、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが接近関係となっているか否かを判定する。また、接近関係となっていると判定した場合には、二重差Ｄに基づいてＴＴＣを算出し、当該ＴＴＣに基づいて警報処理が必要か否かを判定する。

ここで用いられる二重差Ｄは、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとが共通して捕捉しているＧＮＳＳ衛星と、それぞれの車両との擬似距離を用いて特定される。また、接近関係を判定する上では、少なくとも１組の衛星組み合わせにおける二重差Ｄが特定されていれば良い。

１組の衛星組み合わせにおける二重差Ｄを算出するためには、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとが共通して捕捉しているＧＮＳＳ衛星の数が２機あればよい。したがって、以上の構成によれば、第１車両Ｍａ及び第２車両Ｍｂの少なくとも何れか一方の捕捉衛星数が３機以下であっても、測位することなく、第１車両Ｍａの車載器１ａは、自車両と車車間通信を実施している第２車両Ｍｂが、自車両と接近関係にある車両であるか否かを判定できることができる。

なお、より精度よく、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが接近関係となっているか否かを判定するためには、２組の衛星組み合わせにおける二重差Ｄを用いる必要がある。２組の衛星組み合わせにおける二重差Ｄを算出するためには、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとが、３機のＧＮＳＳ衛星を共通して捕捉していればよい。

したがって、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂとが、３機のＧＮＳＳ衛星を共通して捕捉していれば、より精度よく第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが接近関係となっているか否かを判定することができる。つまり、捕捉衛星数は３機であっても、測位することなく自車両と接近関係にある車両であるか否かをより精度よく判定できる。

また、上述した実施形態では、２組の衛星組み合わせのそれぞれに対して、二重差Ｄから固有残余時間Ｔｒｍｎを算出し、当該２つの固有残余時間ＴｒｍｎからＴＴＣを特定する。このような態様によれば、第１車両Ｍａや第２車両Ｍｂの移動速度や進行方位を推定することなく、ＴＴＣを特定することができる。

つまり、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが所定の時間以内に衝突する可能性があるか否かを判定する上で、それぞれの車両における車速や進行方位、現在位置が不要となる。また、二重差Ｄの変化度αからＴＴＣを求めることができるため、従来の方法よりもＴＴＣを算出するための計算量（換言すればＣＰＵの処理負荷）を低減できる。

また、以上では、衝突判定に用いる衛星組み合わせとして、変化度αの絶対値が大きい衛星組み合わせを優先的に選択する態様とした。このような態様によれば、ＴＴＣに含まれる誤差を抑制することができる。

具体的には次の通りである。現在の二重差Ｄにも擬似距離等に由来する誤差が含まれることが想定される。また、固有残余時間Ｔｒｍｎは、現在の二重差Ｄを変化度αで除算した値である。つまり、固有残余時間Ｔｒｍｎには、当該二重差Ｄの誤差に由来する成分も含まれる。

ここで、当該二重差Ｄに含まれる誤差を一定値とした場合、変化度αが小さいほど、固有残余時間に反映される誤差量は大きくなる。したがって、変化度αの絶対値が相対的に小さい場合には、変化度αの絶対値が相対的に大きい場合よりも、当該二重差Ｄの誤差に由来する誤差が大きくなってしまう。

そのような課題に対し、本実施形態では、変化度αの絶対値が大きい衛星組み合わせを優先して選択する。これにより、二重差Ｄに含まれる誤差が固有残余時間Ｔｒｍｎに反映される量を抑制することができる。当然、固有残余時間Ｔｒｍｎに含まれる誤差量が小さいほど、より精度良いＴＴＣを算出できる。つまり、以上の構成によれば、ＴＴＣの推定精度を向上させることができる。

また、例えば初回起動時や長期間使用していなかった場合（いわゆるコールドスタート時）には、ＧＮＳＳ衛星からのアルマナックの取得に時間がかかる。つまり、ＧＮＳＳ受信機１２がコールドスタートした場合には、測位不能な時間が所定時間継続する。なお、アルマナックの取得に要する時間は、ＧＮＳＳ衛星からの電波の受信状況等に由来する。

その結果、特許文献１に開示されるような従来技術においては、コールドスタートした車両は、アルマナックを取得するまでは、他車両とのＴＴＣを算出することができない状態となる。また、自車両の位置情報を送信することもできないため、他車両もまた、自車両に対するＴＴＣを算出することができない。

そのような課題に対して、本実施形態の構成によれば、アルマナックを取得する前から、疑似距離さえ分かればＴＴＣを特定することができる。そのため、捕捉衛星数が４機未満となっている場合だけでなく、第１車両Ｍａ及び第２車両Ｍｂのいずれかがコールドスタートした直後などにおいても有用となる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

なお、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。

［変形例１］
上述した実施形態では、ステップＳ７０の組み合わせ選択処理において、変化度αの絶対値が大きい衛星組み合わせを優先して選択する態様を例示したが、これに限らない。図６に示す手順によって、衝突判定に用いる２組の衛星組み合わせを決定してもよい（これを変形例１とする）。

図６は、変形例１における組み合わせ選択処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図４のステップＳ７０に移った時に開始されてステップＳ７１を実行する。なお、初期状態においては、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが共通して捕捉しているＧＮＳＳ衛星を母集団とする全ての衛星組み合わせが、候補として選択されている。

まず、ステップＳ７１では、変化度αによる衛星組み合わせの選別を行う。具体的には、変化度αが所定の変化閾値よりも大きい衛星組み合わせを、候補から外す。変化閾値は適宜設計されれば良い。変化度αが変化閾値よりも大きい衛星組み合わせを除外する理由は、ＴＴＣに含まれる誤差を抑制するためである。このステップＳ７１での選別が完了すると、ステップＳ７２に移る。

ステップＳ７２では、候補として残っている衛星組み合わせ毎に、下記の数式を用いて、仮想傾きβを算出する。仮想傾きβが請求項に記載のパラメータβに相当する。

上記数式７におけるパラメータｘ_ｍ、ｙ_ｍ、ｚ_ｍは、衛星組み合わせを構成する２つのＧＮＳＳ衛星のうちの一方の、三次元座標系における現在位置を示すパラメータであり、パラメータｘ_ｎ、ｙ_ｎ、ｚ_ｎは、他方のＧＮＳＳ衛星の現在位置を示すパラメータである。つまり、衛星組み合わせを構成する２つのＧＮＳＳ衛星のうちの一方の現在位置を（ｘ_ｍ，ｙ_ｍ，ｚ_ｍ）、他方の現在位置を（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ，ｚ_ｎ）とした場合の仮想傾きβは上記数式７によって定まる。

各ＧＮＳＳ衛星の現在位置は、例えば、各ＧＮＳＳ衛星から送信されるエフェメリスに基づき特定すればよい。なお、エフェメリスはＧＮＳＳのデコード情報から得ても良い。また、広域通信網を介して外部サーバからエフェメリスに相当するデータを取得しても良い。さらに、その他、例えば車車間通信によって他車両から提供してもらう等、種々の方法によってエフェメリスに相当するデータを取得してもよい。

なお、或る衛星組み合わせにおける二重差Ｄが０になる点を、三次元座標系のｘｙ平面上に射影したとき、当該点の集合は、所定の傾きをもった１次関数となる。数式７で定まる仮想傾きβは、この１次関数の傾きに相当する。ステップＳ７２において、候補として残っている衛星組み合わせ毎の仮想傾きβの算出が完了すると、ステップＳ７３に移る。

ステップＳ７３では、２組の衛星組み合わせを１組とする組み合わせ（以降、組み合わせセット）毎に、直交度評価処理を実施してステップＳ７４に移る。このステップＳ７３の直交度評価処理は、組み合わせセットを構成する２つの衛星組み合わせの仮想傾きβの直交度γを評価する処理である。この直交度評価処理については、図７に示すフローチャートを用いて説明する。便宜上、組み合わせセットを構成する２つの衛星組み合わせの仮想傾きβを、β１、β２とする。

まず、ステップＳ７３１ではβ１とβ２を乗算した値が−１となるか否かを判定する。β１とβ２を乗算した値が−１となる場合にはステップＳ７３１が肯定判定されてステップＳ７３２に移る。一方、β１とβ２を乗算した値が−１とならない場合には、ステップＳ７３１が否定判定されてステップＳ７３３に移る。

ステップＳ７３２では、当該組み合わせセットの直交度γを９０に設定する。ステップＳ７３３では、下記数式８を用いて当該組み合わせセットにおける直交度γを決定する。

全ての組み合わせセットに対する直交度γの算出が完了すると、ステップＳ７４に移る。

ステップＳ７４では、直交度が最も大きい組み合わせセットを構成する２つの衛星組み合わせを選択して本フローを終了する。

このような組み合わせ選択処理によって選択される組み合わせセットは、変化度αが所定の変化閾値以上となる衛星組み合わせのうち、残余時間差ΔＴｒｍｎが最も大きくなる組み合わせセットである。当然、第１車両Ｍａと第２車両Ｍｂが真に衝突する位置関係となっている場合には、残余時間差ΔＴｒｍｎが最大値となる組み合わせセットを選択したとしても、その組み合わせセットにおける残余時間差ΔＴｒｍｎは衝突閾値ＴＨｃｌｎ未満となるはずである。したがって、上記の態様によって定まる組み合わせセットを採用するようにすることで、衝突判定の精度を高める事ができる。

［変形例２］
以上では、変化度α等を用いて衝突判定に用いる組み合わせセットを決定する態様を例示したが、これに限らない。ＧＮＳＳ衛星からの受信信号の品質を表すＳＮ比やビットエラーレートなどの指標を用いて、衛星組み合わせを選択してもよい。これは、信号品質がよい電波を受信できているＧＮＳＳ衛星ほど、当該ＧＮＳＳ衛星との擬似距離を、マルチパスなどの影響を受けずに、より精度良く特定できていることが期待できるためである。

なお、周知の通り、ＳＮ比は、信号に対するノイズの比を対数で表したものであって、値が大きいほど信号品質がよいことを示す。ビットエラーレートは、ビットの誤り率である。この変形例２の構成を採用する場合には、各車載器１は捕捉衛星毎の信号品質情報を付加した疑似距離データを送受信する態様とすれば良い。

［変形例３］
以上では、各車載器１は、請求項に記載の擬似距離関連情報として、捕捉衛星毎の擬似距離を示す擬似距離データを送受信する態様を例示したがこれに限らない。擬似距離関連情報は、受信側の車載器１が、送信側の車載器１における衛星組み合わせ毎の一重差を特定できるデータであればよい。

したがって、各車載器１は、自車一重差算出部Ｆ１が算出した衛星組み合わせ毎の一重差を送信する態様としてもよい。自車一重差算出部Ｆ１が算出した衛星組み合わせ毎の一重差を示すデータ（以降、一重差データ）も、請求項に記載の擬似距離関連情報に相当する。

［変形例４］
以上では、請求項に記載の衝突判定装置が、車両に搭載されている態様を例示したが、これに限らない。換言すれば、請求項に記載の衝突判定装置を備える移動体は、車両に限らない。

例えば、請求項に記載の衝突判定装置を備える移動体は、歩行者や自転車（以降、歩行者等）などであっても良い。その場合には、歩行者が携帯する携帯端末（例えばスマートフォン）を衝突判定装置として機能させればよい。衝突判定装置として機能する携帯端末は、制御ユニット１１、ＧＮＳＳ受信機１２、車車間通信部１３に相当する機能を備えていれば良い。また、自転車には、車載器１に相当する装置を装着してもよい。

なお、種々の装置同士が擬似距離関連情報を送受信するための通信態様も、車車間通信に限定しない。一定範囲内（例えば数百ｍ以内）に存在する装置同士が直接的又は間接的に無線通信できればよい。なお、装置同士の間接的な通信は、装置同士が、道路沿いに設けられた通信端末（いわゆる路側機）や広域通信網を介して無線通信を実施する態様を指す。

［変形例５］
運転支援システム１００を構成する全ての移動体が、上述した車載器１が備える機能を全て備えている必要はない。例えば、歩行者等には、疑似距離関連データを送信する機能は備える一方、他の移動体から送信される擬似距離関連情報を受信する機能を備えない装置（以降、送信用装置）２が用いられても良い。

例えばそのような送信用装置２は、図８に示すように、少なくとも、送信データ生成部Ｆ２と送信処理部Ｆ３に相当する機能を備える送信用制御ユニット１１ｘと、ＧＮＳＳ受信機１２と、車車間通信部１３と、を備えていればよい。なお、送信用制御ユニット１１ｘは、受信処理部Ｆ４や、自車一重差算出部Ｆ１に相当する機能ブロックである自己一重差算出部Ｆ１ｘを備えていても良い。

このような態様による送信用装置２は、前述の車載器１よりも安価に実現できる。したがって、歩行者等への送信用装置２の導入を促進することができる。

なお、歩行者等に適用する装置を送信用装置２とする場合には、車両側にて、衝突判定を実施し、ドライバに対して歩行者や自転車に対する注意を促す態様とすればよい。つまり、送信用装置２は、自分自身の擬似距離関連情報を周囲の車両に報告し、車両側が、逐次報告される疑似距離関連データに基づいて警報要否判定処理を実施する態様とすればよい。

［変形例６］
変形例５において、送信用装置２が擬似距離関連情報として擬似距離データを送信する場合には、当該擬似距離データは、所定の３つのＧＮＳＳ衛星についての擬似距離を示すデータとすることが好ましい。なお、３つのＧＮＳＳ衛星は、例えば、受信信号強度やＳＮ比等の信号品質が相対的に良い３機とすればよい。信号品質がよいＧＮＳＳ衛星については、周囲に存在する車載器１も捕捉している可能性が高いからである。

このように、送信用装置が疑似距離を送信するＧＮＳＳ衛星の数を３機に絞ることで、送信用装置２の絶対位置が他の装置によって評定されなくなる。つまり、送信用装置２を利用するユーザのプライバシーを保護することができる。

なお、以上では送信用装置２が擬似距離関連情報として、擬似距離データを送信する態様を例示したが、これに限らない。例えば、擬似距離関連情報として、所定の３機のＧＮＳＳ衛星を母集団とする衛星組み合わせ毎の一重差を示す一重差データを送信する態様としてもよい。

［変形例７］
なお、変形例５では、歩行者等で用いられる装置を安価なものとするために、送信機能に限定した送信用装置２を提案したが、送信用装置２は、車載器１と双方向通信を実施する機能を備えていてもよい。つまり、送信用装置２は、受信処理部Ｆ４を備えていてもよい。

また、送信用装置２が受信処理部Ｆ４を備えることを前提とする場合には、車載器１と送信用装置２は次の動作を実施するように構成すればよい。まず、車載器１は、所定の３機のＧＮＳＳ衛星についての擬似距離関連情報を送信するように要求するデータ（以降、衛星指定データ）を逐次送信する。また、送信用装置２は、衛星指定データを受信した場合には、当該衛星指定データに対する応答として、当該衛星指定データで指定されたＧＮＳＳ衛星についての擬似距離関連情報を返送する。そして、車載器１は、送信用装置２から逐次返送されてくる擬似距離関連情報に基づいて接近関係となっているか否かの判定や衝突判定を実施する。

このような態様によっても、上述した変形例７と同様の効果を奏する。なお、衛星指定データが請求項に記載の衛星指定情報に相当する。また、変形例６や変形例７で述べた送信用装置２が請求項に記載の擬似距離情報送信装置に相当する。

［変形例８］
以上では、車載器１等の衝突判定装置の通信相手とする他の装置（以降、他装置）が移動体で用いられている態様を想定した実施例について言及したが、これに限らない。他装置は、道路沿いなどにおいて固定されている固定端末であってもよい。

［変形例９］
以上では、ＧＮＳＳ衛星を請求項に記載の基準局として用いる態様を例示したが、これに限らない。請求項に記載の基準局は、公衆無線通信網を構築する無線基地局（例えば携帯電話機の基地局）等であっても良い。

１００運転支援システム、Ｍａ・Ｍｂ車両、Ｓｔ１・Ｓｔ２・Ｓｔ３ＧＮＳＳ衛星（基準局）、１・１ａ・１ｂ車載器、１１制御ユニット、１２ＧＮＳＳ受信機（受信機）、１３車車間通信部、１４報知装置、１１１ＣＰＵ、１１２ＲＡＭ、１１３ＲＯＭ、１１４Ｉ／Ｏ、１２１擬似距離特定部、Ｆ１自車一重差算出部（自己一重差算出部）、Ｆ２送信データ生成部、Ｆ３送信処理部、Ｆ４受信処理部、Ｆ５他車一重差特定部（他者一重差特定部）、Ｆ６二重差算出部、Ｆ７接近関係判定部、Ｆ８報知処理部

Claims

移動体で用いられ、
それぞれ異なる位置に存在する複数の基準局から送信される電波であって、当該電波の送信元を示す送信元情報を含む電波を受信する受信機（１２）と、
複数の前記基準局のうち、前記電波を受信できている前記基準局である捕捉基準局との擬似距離を、前記受信機が受信した前記捕捉基準局からの前記電波に基づいて逐次特定する擬似距離特定部（１２１）と、
前記捕捉基準局が２つ以上存在する場合において、前記捕捉基準局のうち、所定の前記基準局である第１基準局に対する前記擬似距離と、前記第１基準局とは異なる前記捕捉基準局である第２基準局に対する前記擬似距離との差である自己一重差を逐次算出する自己一重差算出部（Ｆ１）と、
前記擬似距離特定部が特定した前記捕捉基準局との前記擬似距離に応じて定まる情報であって、当該情報を受信した他の装置が、前記移動体における前記自己一重差を特定するための情報である擬似距離関連情報を、前記移動体の周辺に無線送信する送信処理部（Ｆ３）と、
前記移動体の外部に存在する装置である他装置から無線送信される、前記他装置にとっての前記擬似距離関連情報を受信する受信処理部（Ｆ４）と、
前記受信処理部が受信した前記他装置の前記擬似距離関連情報に基づいて、前記他装置における前記第１基準局との前記擬似距離と前記他装置における前記第２基準局との前記擬似距離との差である他者一重差を逐次特定する他者一重差特定部（Ｆ５）と、
前記自己一重差算出部が算出する前記自己一重差と前記他者一重差特定部が特定する前記他者一重差との差である二重差を逐次算出する二重差算出部（Ｆ６）と、
複数時点における前記二重差に基づいて前記二重差が減少傾向となっているか否かを判定し、前記二重差が減少傾向となっていることに基づいて前記他装置と前記移動体とが接近関係であると判定する接近関係判定部（Ｆ７）と、を備えることを特徴とする衝突判定装置。
請求項１において、
前記捕捉基準局が３つ以上存在している場合、前記自己一重差算出部は、前記第１基準局と前記第２基準局からなる組み合わせである第１組み合わせとは別の前記捕捉基準局の組み合わせである第２組み合わせに対しても前記自己一重差を算出し、
前記他者一重差特定部は、前記第２組み合わせに対する前記他者一重差も特定し、
前記二重差算出部は、前記第２組み合わせに対して前記自己一重差算出部が算出した前記自己一重差と、前記第２組み合わせに対して前記他者一重差特定部が特定した前記他者一重差の差に基づいて、前記第２組み合わせに対する前記二重差も逐次算出し、
前記接近関係判定部は、
前記第１組み合わせにおける前記二重差と前記第２組み合わせにおける前記二重差の両方が減少傾向となっている場合に、前記他装置は前記移動体と接近関係にあると判定することを特徴とする衝突判定装置。
請求項２において、
前記接近関係判定部は、
複数時点における前記第１組み合わせについての前記二重差から、前記第１組み合わせにおける前記二重差が０となるまでに要する時間である第１残余時間を算出するとともに、
複数時点における前記第２組み合わせについての前記二重差から、前記第２組み合わせにおける前記二重差が０となるまでに要する時間である第２残余時間を算出し、
前記第１残余時間と前記第２残余時間の差が、所定の衝突閾値未満となっている場合に、前記他装置は前記移動体と衝突する可能性があると判定することを特徴とする衝突判定装置。
請求項３において、
前記接近関係判定部は、
複数時点における前記第１組み合わせについての前記二重差に基づいて、前記第１組み合わせにおける前記二重差の単位時間当りの変化度合いである第１組み合わせ変化度を算出し、
最新の前記第１組み合わせにおける前記二重差を、前記第１組み合わせ変化度で除算することで前記第１残余時間を算出するとともに、
複数時点における前記第２組み合わせについての前記二重差に基づいて、前記第２組み合わせにおける前記二重差の単位時間当りの変化度合いである第２組み合わせ変化度を算出し、
最新の前記第２組み合わせにおける前記二重差を、前記第２組み合わせ変化度で除算することで前記第２残余時間を算出することを特徴とする衝突判定装置。
請求項３又は４において、
前記捕捉基準局が３つ以上存在している場合、前記接近関係判定部は、２つの前記基準局を１組とする少なくとも３通り以上の前記基準局の組み合わせのそれぞれに対して前記二重差の単位時間当りの変化度合いである変化度を算出し、
３以上の前記組み合わせのうち、前記変化度が相対的に大きいものを優先的に前記第１組み合わせ及び前記第２組み合わせとして採用することを特徴とする衝突判定装置。
請求項３又は４において、
前記基準局の位置は、所定の三次元座標系における座標によって表されるものであって、
前記組み合わせ毎に、下記式を用いてパラメータβを算出し、
前記パラメータβを直線の傾きと見なした場合に最も直交度が大きくなるβの組み合わせに対応する前記組み合わせを、前記第１組み合わせ及び前記第２組み合わせとして採用することを特徴とする衝突判定装置。

（上記式中のパラメータｘｍ、ｙｍ、ｚｍは、組み合わせを構成する２つの基準局のうちの一方の前記基準局の前記三次元座標系における座標を表すパラメータであり、パラメータｘｎ、ｙｎ、ｚｎは、前記三次元座標系における他方の前記基準局の座標を表すパラメータである）
請求項６において、
前記捕捉基準局が３つ以上存在している場合、前記接近関係判定部は、２つの前記基準局を１組とする少なくとも３通り以上の前記基準局の組み合わせのそれぞれに対して前記二重差の単位時間当りの変化度合いである変化度を算出し、
３以上の前記組み合わせのうち、前記第１組み合わせ及び前記第２組み合わせとして採用する前記組み合わせは、前記変化度が所定の閾値以上となっているものとすることを特徴とする衝突判定装置。
請求項２から７の何れか１項において、
前記送信処理部は、前記捕捉基準局が３つ以上存在する場合において、前記他装置に対し、所定の３つの前記捕捉基準局についての、前記他装置にとっての前記擬似距離関連情報を送信するように要求する衛星指定情報を逐次送信するものであって、
前記二重差算出部は、前記衛星指定情報に対する応答として前記他装置から逐次返送されてくる、３つの前記捕捉基準局についての前記他装置にとっての前記擬似距離関連情報に基づいて、３つの前記捕捉基準局を母集団として成立する３通りの前記基準局の組み合わせのうち、少なくとも所定の２通りの組み合わせについての前記二重差を逐次算出し、
前記接近関係判定部は、前記二重差算出部が逐次算出した前記二重差に基づいて、前記擬似距離関連情報を返送してくる前記他装置は前記移動体と接近関係にあるか否かを判定することを特徴とする衝突判定装置。