JP6988859B2 - 自己位置共有システム、車両及び端末 - Google Patents

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Description

本発明は、車両と車両に搭載された端末との間で自己位置の測位結果を共有可能な自己位置共有システム、及び、そのような自己位置共有システムに含まれる車両並びに端末に関する。
近年、携帯端末には、Global Positioning System(GPS)受信機が搭載され、自装置の位置（以下、自己位置と呼ぶ）を測位することが可能となっている。そして測位された自己位置を利用する、ナビゲーション用のアプリケーションプログラムも、携帯端末において利用可能となっている。
携帯端末には、自己位置を測位するための手段として、GPS受信機以外の手段が存在しないことがある。そして、GPS受信機が受信したGPS信号に基づいて測位される自己位置にはある程度の誤差が含まれる。そこで、携帯端末とカーナビゲーションシステムとが連携して、携帯端末の位置情報を補正する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この技術では、携帯端末が、携帯端末の近傍車に対して位置情報の誤差演算を要求する信号を送信し、その信号を受信した近傍車に搭載されたカーナビゲーションシステムがGPSの位置情報の誤差を演算し、演算された誤差の情報を携帯端末に送信する。そして、携帯端末は、誤差情報に基づいて、自装置のGPSで測位した位置情報を補正する。
特開２００８−２０９３４６号公報
しかしながら、携帯端末が自装置の位置情報を利用している間、その位置情報を補正するために携帯端末とカーナビゲーションシステム間で常に通信が行われていると、各装置の負荷及び通信負荷が増大するので望ましくない。
そこで、本発明は、車両と、車両に搭載された端末との間で正確な自己位置の測位結果を共有しつつ、端末の負荷を軽減可能な自己位置共有システムを提供することを目的とする。
一つの実施形態によれば、車両と、車両に搭載され、かつ、車両と通信可能な端末とを有する自己位置共有システムが提供される。この自己位置共有システムにおいて、端末は、端末の自己位置を測位する測位部を有する。また、車両は、所定の周期で、端末よりも高い測位精度で車両の自己位置を推定する位置推定部と、端末による自己位置の測位精度が低下するか否か判定し、測位精度が低下しない場合、推定された車両の自己位置を端末へ通知する通知頻度を第1の頻度に設定し、一方、測位精度が低下する場合、その通知頻度を第1の頻度よりも高い第２の頻度に設定する通知頻度設定部と、第1の頻度及び第２の頻度のうちの設定された通知頻度で推定された車両の自己位置を端末へ通知する通知部と、を有する。
この自己位置共有システムにおいて、車両の通知頻度設定部は、車両の走行状態を変化させる地点と車両間の距離が所定距離以下となるか否かをさらに判定し、その距離が所定距離以下であり、かつ、測位精度が低下する場合、推定された車両の自己位置を通知する通知頻度を第１の頻度よりも高い第３の頻度に設定することが好ましい。
また、この自己位置共有システムにおいて、端末は、地図情報を記憶する記憶部と、表示部と、車両から通知された、推定された車両の自己位置を、地図情報に表された車両が走行中の道路の車線とともに表示部に表示する制御部とをさらに有することが好ましい。
他の実施形態によれば、車両と、車両に搭載され、かつ、車両と通信可能な端末とを有する自己位置共有システムが提供される。この自己位置共有システムにおいて、車両は、所定の周期で車両の自己位置を推定する位置推定部と、推定された車両の自己位置を端末へ通知する通知部とを有する。また、端末は、車両よりも低い測位精度で端末の自己位置を測位する測位部と、車両から推定された車両の自己位置が通知されている場合における、測位部により自己位置を測位する頻度を、車両から推定された車両の自己位置が通知されていない場合における、測位部により自己位置を測位する頻度よりも低下させる制御部とを有する。
この場合において、端末は、端末に電力を供給する電力供給部をさらに有し、端末の制御部は、車両から推定された車両の自己位置が通知されており、かつ、電力供給部の電力残量が所定の残量閾値以下である場合に限り、測位部により自己位置を測位する頻度を、車両から推定された車両の自己位置が通知されていない場合における、測位部により自己位置を測位する頻度よりも低下させることが好ましい。
あるいは、端末の制御部は、車両から推定された車両の自己位置が通知されており、かつ、端末の温度が所定の温度閾値以上である場合に限り、測位部により自己位置を測位する頻度を、車両から推定された車両の自己位置が通知されていない場合における、測位部により自己位置を測位する頻度よりも低下させることが好ましい。
また、この自己位置共有システムにおいて、端末は、地図情報を記憶する記憶部と、表示部とをさらに有し、制御部は、車両から通知された、推定された車両の自己位置を、地図情報に表された車両が走行中の道路の車線とともに表示部に表示することが好ましい。
他の実施形態によれば、自己位置を測位可能な端末が搭載された車両が提供される。この車両は、所定の周期で、端末よりも高い測位精度で車両の自己位置を推定する位置推定部と、端末による自己位置の測位精度が低下するか否か判定し、測位精度が低下しない場合、推定された車両の自己位置を端末へ通知する通知頻度を第1の頻度に設定し、一方、測位精度が低下する場合、その通知頻度を第1の頻度よりも高い第２の頻度に設定する通知頻度設定部と、第1の頻度及び第２の頻度のうちの設定された通知頻度で推定された車両の自己位置を端末へ通知する通知部と、を有する。
さらに他の実施形態によれば、所定の周期で自己位置を推定可能な車両に搭載され、かつ、車両と通信可能な端末が提供される。この端末は、車両よりも低い測位精度で端末の自己位置を測位する測位部と、車両から推定された車両の自己位置が通知されている場合における、測位部により自己位置を測位する頻度を、車両から推定された車両の自己位置が通知されていない場合における、測位部により自己位置を測位する頻度よりも低下させる制御部とを有する。
本発明に係る自己位置共有システムは、車両と、車両に搭載された端末との間で正確な自己位置の測位結果を共有しつつ、端末の負荷を軽減することができるという効果を奏する。
自己位置共有システムの概略構成図である。 自己位置推定に関連する車両のハードウェア構成図である。 ナビゲーション装置のハードウェア構成図である。 自己位置共有処理に関する、車両のＥＣＵのプロセッサの機能ブロック図である。 本実施形態による、通知頻度設定の概要を説明する図である。 車両のＥＣＵのプロセッサにより実行される、自己位置共有処理の動作フローチャートである。 変形例による、ナビゲーション装置のプロセッサにより実行される自己位置共有処理の動作フローチャートである。
以下、図を参照しつつ、自己位置共有システム、及び、自己位置共有システムに含まれる、車両及びその車両に搭載される端末について説明する。この自己位置共有システムに含まれる車両と端末とは互いに通信可能となっている。そして、端末及び車両の何れも自己位置を測位することが可能となっているが、車両の方が、端末よりも、自己位置の測位精度を高く保つことが容易となっている。そこで、この自己位置共有システムは、端末における自己位置の測位精度が低下するときにおける、車両により推定された自己位置を端末へ通知する頻度よりも、端末における自己位置の測位精度が低下しないときにおける、その通知の頻度を低くすることで、通信負荷を軽減する。また、この自己位置共有システムにおいて、端末が車両から自己位置が通知されている間、端末は、自装置による自己位置の測位の頻度を低減することで、端末の負荷を軽減する。
図１は、自己位置共有システムの概略構成図である。図２は、自己位置推定に関連する車両２のハードウェア構成図である。自己位置共有システム１は、車両２と、車両２に搭載されたナビゲーション装置３とを有する。ナビゲーション装置３は、端末の一例であり、車両２の車室内において、その表示画面が車両２に乗車するユーザ（例えば、車両２のドライバ）の方を向くように、例えば、車両２のインスツルメンツパネルの近傍に設置される。また、車両２（特に、車両２を制御するＥＣＵ）とナビゲーション装置３とは、互いに通信可能となっている。
図２に示されるように、車両２は、GPS受信機１１と、カメラ１２と、車両挙動測定部１３と、通信器１４と、ストレージ装置１５と、電子制御装置(ＥＣＵ)１６とを有する。GPS受信機１１、カメラ１２、車両挙動測定部１３、通信器１４及びストレージ装置１５と、ＥＣＵ１６とは、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワークを介して通信可能に接続される。なお、車両２は、LiDERあるいはレーダといった、車両２から車両２の周囲に存在する物体までの距離を測定する距離センサ（図示せず）を有していてもよい。さらに、車両２は、所定の移動通信規格に準拠して、無線基地局との間で無線通信するための無線通信器（図示せず）を有していてもよい。さらにまた、車両２は、GPS受信機１１の代わりに、他の衛星測位システムに準拠した受信機を有していてもよい。
GPS受信機１１は、所定の周期ごとにGPS衛星からのGPS信号を受信し、受信したGPS信号に基づいて車両２の自己位置を測位する。そしてGPS受信機１１は、所定の周期ごとに、GPS信号に基づく車両２の自己位置の測位結果、及び、受信したGPS信号の強度、品質またはGPS信号を受信できたGPS衛星の数などを表す受信レベルを、車内ネットワークを介してＥＣＵ１６へ出力する。なお、受信レベルは、受信したGPS信号の強度及び品質が高いほど、かつ、GPS信号を受信できたGPS衛星の数が多いほど高くなる。したがって、受信レベルが高いほど、GPS信号に基づく測位精度も高くなる。なお、車両２がGPS受信機１１以外の衛星測位システムに準拠した受信機を有している場合、その受信機が車両２の自己位置を測位すればよい。
カメラ１２は、撮像部の一例であり、CCDあるいはC-MOSなど、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された２次元検出器と、その２次元検出器上に撮影対象となる領域の像を結像する結像光学系を有する。そしてカメラ１２は、例えば、車両２の前方を向くように、例えば、車両２の車室内に取り付けられる。そしてカメラ１２は、所定の撮影周期（例えば1/30秒〜1/10秒）ごとに車両２の前方領域を撮影し、その前方領域が写った画像を生成する。カメラ１２により得られた画像は、カラー画像であってもよく、あるいは、グレー画像であってもよい。なお、車両２には、撮影方向または焦点距離が異なる複数のカメラが設けられてもよい。
カメラ１２は、画像を生成する度に、その生成した画像を、車内ネットワークを介してＥＣＵ１６へ出力する。
車両挙動測定部１３は、所定の周期ごとに車両２の挙動を測定する。そのために、車両挙動測定部１３は、例えば、車速センサ（図示せず）、加速度センサ（図示せず）及びジャイロセンサ（図示せず）を有し、それらのセンサにより、車両２の速度、加速度及びヨーレートといった車両２の挙動を表す測定信号を取得する。そして車両挙動測定部１３は、所定の周期ごとに、測定信号に基づいて、車両２の挙動を表す車両挙動情報を生成し、その車両挙動情報を、車内ネットワークを介してＥＣＵ１６へ通知する。
通信器１４は、ナビゲーション装置３と通信する。そのために、通信器１４は、例えば、所定の近距離無線通信規格に準拠した無線信号を送信または受信するためのアンテナと、その無線信号を送信または受信するための通信回路とを有する。所定の近距離無線通信規格は、例えば、Blue Tooth(登録商標)とすることができる。なお、通信器１４とナビゲーション装置３とが有線で接続される場合には、通信器１４は、Universal Serial Bus(USB)といったバス規格に準拠した通信インターフェース及び通信回路を有していてもよい。そして通信器１４は、ＥＣＵ１６から、推定された車両２の自己位置及びその測位が行われた時刻を表す測位情報を受け取ると、その測位情報をナビゲーション装置３へ送信する。また通信器１４は、車両２の目的地及び目的地までの走行ルートを表すルート情報など、ナビゲーション装置３から受信した情報をＥＣＵ１６へわたす。
ストレージ装置１５は、例えば、ハードディスク装置、不揮発性の半導体メモリ、または光記録媒体及びそのアクセス装置を有する。そしてストレージ装置１５は、地図情報を記憶する。地図情報には、道路の所定の区間ごとに、その区間の位置、及び、その区間における、車線区画線または停止線といった道路標示を表す情報及び道路標識を表す情報が含まれる。さらに、地図情報には、GPS信号に基づく自己位置の測位精度が通常よりも低下する領域（以下、精度低下領域と呼ぶ）を表す情報が含まれてもよい。そしてストレージ装置１５は、ＥＣＵ１６からの地図情報の読出し要求に従って地図情報を読み出し、車内ネットワークを介して地図情報をＥＣＵ１６へわたす。
ＥＣＵ１６は、カメラ１２から得られた画像、ストレージ装置１５から読み込んだ地図情報、及び、ナビゲーション装置３から通知された走行ルートに基づいて車両２を自動運転制御し、あるいは、ユーザが車両２を運転する場合には、衝突回避支援、オートクルージングまたはレーンキープ支援といった運転支援のために車両２を制御する。また本実施形態では、ＥＣＵ１６は、GPS受信機１１により得られた車両２の自己位置の測位結果、カメラ１２により得られた画像、車両挙動測定部１３から受信した挙動情報、及び、ストレージ装置１５から読み込んだ地図情報に基づいて車両２の自己位置を、GPS信号に基づく自己位置の測位よりも高精度に推定する。そしてＥＣＵ１６は、推定された車両２の自己位置及びその測位が行われた時刻を表す測位情報を生成し、その測位情報を、通信器１４を介してナビゲーション装置３へ送信する。
なお、ＥＣＵ１６による処理の詳細は後述する。
図３は、ナビゲーション装置３のハードウェア構成図である。ナビゲーション装置３は、例えば、携帯電話機といった携帯端末であり、ユーザインターフェース２１と、GPS受信機２２と、無線通信器２３と、近距離通信器２４と、メモリ２５と、プロセッサ２６と、バッテリ２７とを有する。ユーザインターフェース２１、GPS受信機２２、無線通信器２３、近距離通信器２４及びメモリ２５は、プロセッサ２６とバスといった信号回線を介して互いに通信可能に接続される。また、ナビゲーション装置３は、加速度センサまたはジャイロセンサをさらに有していてもよい。さらに、ナビゲーション装置３は、バッテリ２７の残量を測定するバッテリ残量計（図示せず）を有していてもよい。さらにまた、ナビゲーション装置３は、GPS受信機２２の代わりに、他の衛星測位システムに準拠した受信機を有していてもよい。なお、ナビゲーション装置３は、車両２の車内に固定的に設置されるナビゲーション専用機器であってもよい。
ユーザインターフェース２１は、表示部の一例であり、例えば、タッチパネルディスプレイを有する。そしてユーザインターフェース２１は、ナビゲーション装置３の起動、車両２の目的地の入力または目的地までのルート探索といったユーザによる操作に応じた操作信号を生成し、その操作信号をプロセッサ２６へわたす。またユーザインターフェース２１は、プロセッサ２６から受け取った、車両２の周囲の道路と車両２の相対的な位置関係を表す表示情報などを表示する。例えば、ユーザインターフェース２１は、推定された車両の自己位置を、地図情報に表された車両が走行中の道路の車線とともに表示する。
GPS受信機２２は、測位部の一例であり、所定の周期ごとにGPS衛星からのGPS信号を受信し、受信したGPS信号に基づいてナビゲーション装置３の自己位置を測位する。そしてGPS受信機２２は、所定の周期ごとに、GPS信号に基づくナビゲーション装置３の自己位置の測位結果、及び、受信レベルをプロセッサ２６へ出力する。なお、ナビゲーション装置３がGPS受信機２２以外の衛星測位システムに準拠した受信機を有している場合、その受信機がナビゲーション装置３の自己位置を測位すればよい。
無線通信器２３は、所定の移動通信規格に準拠して、無線基地局との間で無線通信する。そのために、無線通信器２３は、無線基地局へ送信するアップリンク信号を送信し、または、無線基地局からのダウンリンク信号を受信するためのアンテナと、無線基地局との無線接続処理、アップリンク信号の送信処理及びダウンリンク信号の受信処理を実行するための通信回路とを有する。そして無線通信器２３は、プロセッサ２６から受け取った、他の機器へ送信する情報を含むアップリンク信号を生成し、そのアップリンク信号を、アンテナを介して無線基地局へ送信する。また無線通信器２３は、アンテナを介して受信したダウンリンク信号に含まれる、他の機器からの情報（例えば、地図管理サーバからの地図情報、または、ルート探索サーバからの走行ルート）を取り出してプロセッサ２６へわたす。
近距離通信器２４は、車両２の通信器１４と通信する。そのために、近距離通信器２４は、例えば、所定の近距離無線通信規格に準拠した無線信号を送信または受信するためのアンテナと、その無線信号の送信または受信するための通信回路とを有する。所定の近距離無線通信規格は、例えば、Blue Tooth(登録商標)とすることができる。なお、車両２の通信器１４とナビゲーション装置３とが有線で接続される場合には、近距離通信器２４は、Universal Serial Bus(USB)といったバス規格に準拠した通信インターフェース及び通信回路を有していてもよい。そして近距離通信器２４は、車両２の通信器１４から測位情報を受け取ると、その測位情報をプロセッサ２６へわたす。また近距離通信器２４は、車両２の目的地及び目的地までの走行ルートを表すルート情報など、プロセッサ２６から受信した情報を車両２の通信器１４へ送信する。
メモリ２５は、記憶部の一例であり、例えば、不揮発性の半導体メモリ及び揮発性の半導体メモリを有し、プロセッサ２６上で実行される各種のアプリケーションプログラムで利用される情報を記憶する。例えば、メモリ２５は、ナビゲーション用のアプリケーションプログラムにて利用される、ナビゲーション用の地図情報を記憶する。また、メモリ２５は、車両２から受信した測位情報を一定期間記憶する。
プロセッサ２６は、制御部の一例であり、例えば、１個または複数個のＣＰＵ(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ２６は、論理演算ユニット、数値演算ユニットあるいはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。そしてプロセッサ２６は、ナビゲーション装置３の各部を制御する。また、プロセッサ２６は、自装置上で動作するナビゲーションプログラムに従って、車両２に対するナビゲーション処理を実行する。その際、プロセッサ２６は、測位された車両２の自己位置またはナビゲーション装置３の自己位置を利用する。さらに、プロセッサ２６は、自己位置共有処理のうちのナビゲーション装置３が担当する部分の処理を実行する。
そのために、プロセッサ２６は、少なくともナビゲーションプログラムが動作している間、所定の通知頻度で車両２から近距離通信器２４を介して車両２から測位情報を受信する。なお、所定の通知頻度の詳細については後述するが、例えば、ナビゲーション装置３における自己位置の測位精度が低下しているときの通知頻度は、ナビゲーション装置３における自己位置の測位精度が低下していないときの通知頻度よりも高く設定される。なお、プロセッサ２６は、直近の所定期間（例えば、100m秒〜1秒間）において近距離通信器２４を介して車両２から受信した信号の所定のフォーマットにおける、所定の信号領域に自己位置の測位結果を表すデータが格納されている場合、車両２から測位情報を受信できたと判定することができる。また、プロセッサ２６は、直近の所定期間において近距離通信器２４を介して車両２から受信した信号の所定のフォーマットにおける、所定の信号領域に、自己位置の測位に失敗したことを示すデータが格納されている場合、車両２から測位情報を受信できなかったと判定することができる。
プロセッサ２６は、ユーザインターフェース２１を介したユーザの操作により、ナビゲーションプログラムの起動が指示され、かつ、車両２の目的地が入力されると、ダイクストラ法といった所定の経路探索手法に従って、車両２の現在位置から目的地までの車両２の走行ルートを決定する。なお、プロセッサ２６は、車両２の現在位置として、例えば、GPS受信機２２から受信した、ナビゲーション装置３の最新の測位結果による自己位置、または、車両２から近距離通信器２４を介して受信した、最新の測位情報で表される車両２の自己位置を利用することができる。あるいは、プロセッサ２６は、ルート探索サーバ（図示せず）に走行ルートを求めさせてもよい。この場合には、プロセッサ２６は、車両２の現在位置及び目的地を、車両２の識別情報またはナビゲーション装置３の識別情報とともに、無線通信器２３及び無線基地局を介して、無線基地局とネットワークを介して接続されるルート探索サーバへ通知すればよい。そして、プロセッサ２６は、ルート探索サーバから、無線基地局及び無線通信器２３を介して、走行ルートを表す情報を受信すればよい。そしてプロセッサ２６は、その走行ルートを、ユーザインターフェース２１を介してユーザに通知するとともに、近距離通信器２４を介して車両２へ通知する。
さらに、プロセッサ２６は、ナビゲーションプログラムを実行している間、車両２が所定の走行状況になると、GPS受信機２２により測位された、ナビゲーション装置３の自己位置、または、車両２から近距離通信器２４を介して受信した測位情報で表された車両２の自己位置を、ユーザインターフェース２１を介してユーザに通知する。特に、プロセッサ２６は、直近の所定期間内に車両２から受信した測位情報を受信している場合には、その最新の測位情報で表される車両２の自己位置を、ユーザインターフェース２１を介してユーザに通知する。これにより、プロセッサ２６は、ナビゲーション装置３自身による測位の結果として得られる自己位置よりも正確な車両２の自己位置をユーザに通知することができる。なお、プロセッサ２６は、直近に得られた車両２の自己位置に、その自己位置の測位時から現在までの、ナビゲーション装置３の位置変化量（すなわち、ナビゲーション装置３を搭載する車両２の位置変化量）を加えることで、ユーザに通知する車両２の自己位置を補正してもよい。位置変化量は、例えば、自己位置の測位時から現在までの、ナビゲーション装置３の加速度センサにより得られた加速度及びジャイロセンサにより得られた角加速度をそれぞれ２階積分して得られる。
所定の走行状況には、例えば、車両２から、車両２が右折または左折する予定の交差点までの距離が所定距離以下となった状況、車両２が走行中の車線が他の車線と合流する状況、車両２から、高速道路上または高速道路の出入り口の料金所までの距離が所定距離以下となった状況、あるいは、車両２が自動運転制御されている場合において車線変更または追い越しする状況などが含まれる。また、プロセッサ２６は、車両２の自己位置を、地図情報に表される、車両２が走行中の道路の車線とともに、ユーザインターフェース２１の表示画面に表示させる。例えば、プロセッサ２６は、車両２の自己位置の周囲の道路状況を表す画像（例えば、車両２の進行方向における個々の車線を表す画像）とともに、道路上における車両２の自己位置を示す情報（例えば、車両２が走行中の車線、または、車両２から交差点または料金所といった特定の場所までの距離）をユーザインターフェース２１の表示画面に表示させる。特に、プロセッサ２６は、車両２から受信した測位情報に表された、正確な車両２の自己位置をユーザへの通知に利用することで、ナビゲーションプログラムに従って表示される車両２の自己位置と、実際の車両２の位置間の誤差を小さくできる。そのため、プロセッサ２６は、ナビゲーション装置３のユーザインターフェース２１の表示画面に表示される車両２の位置を見たユーザに違和感を感じさせずに済む。
バッテリ２７は、電力供給部の一例であり、ナビゲーション装置３の各部へ電力を供給する。そのために、バッテリ２７は、リチウムイオン二次電池あるいは他の形式の２次電池を有する。
以下、車両２のＥＣＵ１６による、自己位置共有処理の詳細について説明する。
再度図２を参照すると、ＥＣＵ１６は、通信インターフェース３１と、メモリ３２と、プロセッサ３３とを有する。
通信インターフェース３１は、ＥＣＵ１６を車内ネットワークに接続するためのインターフェース回路を有する。そして通信インターフェース３１は、GPS受信機１１から自己位置の測位結果及び受信レベルを受信する度に、その測位結果及び受信レベルをプロセッサ３３へわたす。また、通信インターフェース３１は、カメラ１２から画像を受信する度に、受信した画像をプロセッサ３３へわたす。さらに、通信インターフェース３１は、車両挙動測定部１３から挙動情報を受信する度に、受信した挙動情報をプロセッサ３３へわたす。さらにまた、通信インターフェース３１は、通信器１４からルート情報を受信するとそのルート情報をプロセッサ３３へわたし、一方、プロセッサ３３から測位情報を受け取ると、その測位情報を通信器１４へ出力する。さらにまた、通信インターフェース３１は、ストレージ装置１５から読み込んだ地図情報をプロセッサ３３へわたす。
メモリ３２は、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。そしてメモリ３２は、ＥＣＵ１６のプロセッサ３３により実行される自己位置共有処理及び車両制御処理において使用される各種のデータを記憶する。例えば、メモリ３２は、カメラ１２から受信した画像、自己位置の測位結果、道路上の構造物検出用の識別器を特定するための各種パラメータ、カメラ１２の内部パラメータなどを記憶する。さらに、メモリ３２は、地図情報を一時的に記憶してもよい。さらにまた、メモリ３２は、自己位置共有処理及び車両制御処理の途中で生成される各種のデータを一時的に記憶する。
プロセッサ３３は、１個または複数個のＣＰＵ(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ３３は、論理演算ユニット、数値演算ユニットあるいはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。そしてプロセッサ３３は、車両２が、ナビゲーション装置３から受け取った走行ルートに沿って走行している間、自己位置共有処理を実行する。さらに、プロセッサ３３は、受信した画像から検出された車両２の周囲の物体に基づいて、車両２を自動運転するよう、車両２を制御してもよい。
図４は、自己位置共有処理に関する、ＥＣＵ１６のプロセッサ３３の機能ブロック図である。プロセッサ３３は、位置推定部４１と、通知頻度設定部４２と、通知部４３とを有する。プロセッサ３３が有するこれらの各部は、例えば、プロセッサ３３上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、プロセッサ３３が有するこれらの各部は、プロセッサ３３に設けられる、専用の演算回路であってもよい。
位置推定部４１は、所定の周期ごとに、車両２の自己位置を推定する。
例えば、位置推定部４１は、車両２の位置及び姿勢を仮定して、カメラ１２から得た画像から検出された道路上の構造物（例えば、車線区画線あるいは停止線といった道路標示）を地図上に投影するか、あるいは、地図情報に表された地図上の車両２の周囲の道路上の構造物を画像上に投影する。そして位置推定部４１は、画像から検出された道路上の構造物と地図上に表された道路上の構造物とが最も一致するときの車両２の位置及び姿勢を、車両２の自己位置として推定する。これにより、位置推定部４１は、GPS信号に基づいて測位される車両２の自己位置よりも高精度で車両２の自己位置を推定できる。
具体的に、位置推定部４１は、カメラ１２から得た最新の画像から、道路上の構造物を検出する。そのために、位置推定部４１は、画像から道路上の構造物を検出するように予め学習された識別器に画像を入力することで、画像に表された道路上の構造物を検出する。その際、位置推定部４１は、道路上の構造物の検出に用いる識別器として、例えば、Single Shot MultiBox Detector(SSD)、または、Faster R-CNNといった、コンボリューショナルニューラルネットワーク型(CNN)のアーキテクチャを持つディープニューラルネットワーク(DNN)を用いることができる。
次に、位置推定部４１は、車両２の位置及び姿勢を仮定して、画像から検出された道路上の構造物を地図上に投影するか、あるいは、地図情報に表された地図上の車両２の周囲の道路上の構造物を画像上に投影する。その際、位置推定部４１は、GPS受信機１１による、最新の車両２の位置及び姿勢を、仮定される車両２の位置及び姿勢の初期値とすることができる。あるいは、位置推定部４１は、前回の推定により求められた車両２の位置及び姿勢を、仮定される車両２の位置及び姿勢の初期値としてもよい。あるいはまた、位置推定部４１は、前回の推定により求められた車両２の位置及び姿勢を、その前回の推定の時から現在までに得られた車両挙動情報から推定される、車両２の位置変化量で補正することで求めた位置及び姿勢を、仮定される車両２の位置及び姿勢の初期値としてもよい。
位置推定部４１は、仮定される車両２の位置及び姿勢の初期値と、カメラ１２の焦点距離、路面からのカメラ１２までの高さ、及び、カメラ１２の撮影方向といった、カメラ１２の内部パラメータとを用いて、画像から検出された道路上の構造物を地図上に投影するか、あるいは、地図情報に表された地図上の車両２の周囲の道路上の構造物を画像上に投影する。そして位置推定部４１は、画像から検出された道路上の構造物と地図上に表された道路上の構造物との一致度合（例えば、正規化相互相関値）を算出する。
位置推定部４１は、仮定される車両２の位置及び姿勢を変更しながら上記の処理を繰り返す。そして位置推定部４１は、一致度合が最大となるときの仮定された位置及び姿勢を、車両２の実際の自己位置として推定する。
なお、位置推定部４１は、GPS信号に基づく自己位置の測位よりも高精度で車両２の自己位置を測位可能な他の手法に従って、車両２の自己位置を推定してもよい。例えば、位置推定部４１は、車両２に搭載された距離センサにより測定された、車両２から周囲の物体（例えば、道路標識）までの距離及び方位と、地図上に表されたその物体の位置とに基づいて、車両２の自己位置を推定してもよい。
位置推定部４１は、推定した車両２の自己位置及び自己位置を測位した時刻（例えば、自己位置の測定に用いた画像をカメラ１２が生成した時刻）をメモリ３２に記憶する。また、位置推定部４１は、直近の所定期間にわたってその期間中に得られた各画像から道路上の構造物を検出できない場合、あるいは、車両２が位置する区間について、車線区画線といった、自己位置の測定に利用可能な地物などの情報を含む高精度の地図情報が無い場合のように、GPS受信機１１よりも自己位置を高精度で推定できない場合には、自己位置の推定に失敗したことを表すフラグをメモリ３２に記憶してもよい。
通知頻度設定部４２は、位置推定部４１により推定された車両２の自己位置をナビゲーション装置３へ通知する頻度（以下、通知頻度と呼ぶ）を設定する。
本実施形態では、通知頻度設定部４２は、ナビゲーション装置３における自己位置の測位精度が低下するか否か判定する。そして通知頻度設定部４２は、通知頻度を、ナビゲーション装置３における自己位置の測位精度が低下しないときよりも、ナビゲーション装置３における自己位置の測位精度が低下するときに高くする。
通知頻度設定部４２は、例えば、ストレージ装置１５から読み込んだ地図情報において、精度低下領域を参照する。そして通知頻度設定部４２は、位置推定部４１により推定された車両２の自己位置が精度低下領域に含まれるか否か判定し、車両２の自己位置が精度低下領域に含まれる場合、ナビゲーション装置３における自己位置の測位精度が低下すると判定する。なお、精度低下領域は、例えば、実際にGPS信号の受信レベルが低下するなどにより自己位置の測位精度が低下した地点、または、トンネル内、山間部あるいは高架下といった、地理的な条件からGPS信号の受信レベルが低下する地点に関する情報が収集され、それらの地点が含まれるように予め設定される。
また、GPS受信機１１でのGPS信号の受信レベルが所定レベル以下まで低下した場合、車両２に搭載されるナビゲーション装置３についても同様に受信レベルが低下すると想定される。そこで、通知頻度設定部４２は、GPS受信機１１から通知されたGPS信号の受信レベルが所定レベル以下まで低下した場合、ナビゲーション装置３における自己位置の測位精度が低下すると判定してもよい。
通知頻度設定部４２は、ナビゲーション装置３における自己位置の測位精度が低下していない場合、例えば、通知頻度を第１の通知頻度（例えば、100m秒〜1秒ごと）に設定する。一方、ナビゲーション装置３における自己位置の測位精度が低下している場合、通知頻度設定部４２は、例えば、通知頻度を第１の通知頻度よりも高い第２の通知頻度（例えば、30m秒〜50m秒ごと）に設定する。そして通知頻度設定部４２は、設定した通知頻度を通知部４３へ通知する。
図５は、本実施形態による、通知頻度設定の概要を説明する図である。図５に示されるように、車両２の周囲にGPS信号の受信を遮るものがなく、ナビゲーション装置３による自己位置の測位精度が低下しない状況５０１では、相対的に低い通知頻度（上記の第１の通知頻度）が設定される。一方、車両２がトンネル内を走行するなどにより、ナビゲーション装置３による自己位置の測位精度が低下する状況５０２では、相対的に高い通知頻度（上記の第２の通知頻度）が設定される。
通知部４３は、設定された通知頻度で位置推定部４１により推定された車両２の自己位置を、ナビゲーション装置３へ送信する。すなわち、通知部４３は、設定された通知頻度により、車両２の自己位置を送信するタイミングになると、メモリ３２から、車両２の最新の自己位置及び自己位置を測位した時刻を読み込み、その自己位置及び自己位置を測位した時刻を表す測位情報を生成する。なお、位置推定部４１が直近の所定期間にわたって自己位置の推定に失敗している場合、通知部４３は、その旨を測位情報に含めてもよい。そして通知部４３は、その測位情報を、通信インターフェース３１及び通信器１４を介してナビゲーション装置３へ送信する。
図６は、プロセッサ３３により実行される、自己位置共有処理の動作フローチャートである。プロセッサ３３は、所定の周期ごとに、以下の動作フローチャートに従って自己位置共有処理を実行すればよい。
プロセッサ３３の位置推定部４１は、車両２の自己位置を推定する（ステップＳ１０１）。また、プロセッサ３３の通知頻度設定部４２は、ナビゲーション装置３における自己位置の測位精度が低下するか否か判定する（ステップＳ１０２）。ナビゲーション装置３における自己位置の測位精度が低下しない場合（ステップＳ１０２−Ｎｏ）、通知頻度設定部４２は、通知頻度を第１の通知頻度に設定する（ステップＳ１０３）。一方、ナビゲーション装置３における自己位置の測位精度が低下する場合（ステップＳ１０２−Ｙｅｓ）、通知頻度設定部４２は、通知頻度を第１の通知頻度よりも高い第２の通知頻度に設定する（ステップＳ１０４）。
ステップＳ１０３またはＳ１０４の後、プロセッサ３３の通知部４３は、設定された通知頻度で、位置推定部４１により推定された車両２の自己位置を、ナビゲーション装置３へ送信する（ステップＳ１０５）。そしてプロセッサ３３は、自己位置共有処理を終了する。
以上に説明してきたように、この自己位置共有システムは、自己位置の測位精度が相対的に高い車両と、その車両に搭載され、自己位置の測位精度が相対的に低い端末とを有する。そしてこの自己位置共有システムは、端末における自己位置の測位精度が低下しないときにおける、車両から端末への自己位置の通知頻度よりも、その測位精度が低下するときにおける、車両から端末への自己位置の通知頻度を高くする。これにより、この自己位置共有システムは、端末における自己位置の測位精度が低下しないときの通知頻度を低くすることができるので、車両と端末との間で正確な自己位置の測位結果を共有しつつ、車両と端末間の通信負荷を軽減することができる。
変形例によれば、ナビゲーション装置３のプロセッサ２６は、車両２から測位情報を受信できている間、ナビゲーション装置３自身による、自己位置の測位の実行頻度を抑制してもよい。例えば、プロセッサ２６は、車両２から測位情報を受信している間、GPS受信機２２をオフにしてもよい。あるいは、プロセッサ２６は、車両２から測位情報を受信している間、GPS受信機２２により測位されたナビゲーション装置３の自己位置に対する、ナビゲーション装置３が有する加速度センサにより測定された加速度またはジャイロセンサにより測定された角加速度に基づく自己位置の補正処理をオフにしてもよい。あるいはまた、プロセッサ２６は、車両２から測定情報を受信している間における、GPS受信機２２による測位周期を、車両２から測定情報を受信していない間における、GPS受信機２２による測位周期よりも長くしてもよい。これにより、ナビゲーション装置３は、自己位置の測位による演算負荷を軽減できるとともに、ナビゲーション装置３の電力消費量を軽減することができる。
なお、上記のように、プロセッサ２６は、直近の所定期間において近距離通信器２４を介して車両２から受信した信号の所定のフォーマットにおける、所定の信号領域に自己位置の測位結果を表すデータが格納されている場合、車両２から測位情報を受信できたと判定することができる。また、プロセッサ２６は、直近の所定期間において近距離通信器２４を介して車両２から受信した信号の所定のフォーマットにおける、所定の信号領域に、自己位置の測位に失敗したことを示すデータが格納されている場合、車両２から測位情報を受信できなかったと判定することができる。
図７は、この変形例による、ナビゲーション装置３のプロセッサ２６により実行される自己位置共有処理の動作フローチャートである。プロセッサ２６は、所定の周期ごとに、以下の動作フローチャートに従って自己位置共有処理を実行すればよい。
プロセッサ２６は、車両２から自己位置の測定結果を受信しているか否か判定する（ステップＳ２０１）。車両２から自己位置の測定結果を受信していない場合（ステップＳ２０１−Ｎｏ）、プロセッサ２６は、通常の実行頻度にて、ナビゲーション装置３自身による、自己位置の測位を実行する（ステップＳ２０２）。一方、車両２から自己位置の測定結果を受信している場合（ステップＳ２０１−Ｙｅｓ）、プロセッサ２６は、通常よりも低下した実行頻度にて、ナビゲーション装置３自身による、自己位置の測位を実行する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０２またはＳ２０３の後、プロセッサ２６は、自己位置共有処理を終了する。
なお、この変形例では、車両２は、ナビゲーション装置３における自己位置の測位精度によらず、一定の通知頻度で車両２の自己位置の測位結果をナビゲーション装置３へ通知してもよい。
他の変形例によれば、ナビゲーション装置３のプロセッサ２６は、バッテリ２７の残量（電力残量）が所定の残量値以下となり、かつ、車両２から自己位置の測定結果を受信できている間、ナビゲーション装置３自身による、自己位置の測位の頻度を抑制してもよい。あるいは、ナビゲーション装置３が温度計（図示せず）を有するか、車両２が、ナビゲーション装置３の周囲に設置される温度計（図示せず）を有しており、ＥＣＵ１６は、通信器１４を介して、その温度計により測定された温度を、ナビゲーション装置３の温度としてナビゲーション装置３へ通知してもよい。この場合、プロセッサ２６は、温度計により測定されたナビゲーション装置３の温度が所定の上限温度以上となり、かつ、車両２から自己位置の測定結果を受信できている間、ナビゲーション装置３自身による、自己位置の測位の頻度を抑制してもよい。なお、プロセッサ２６は、バッテリ２７の残量を、バッテリ残量計により測定すればよい。また、プロセッサ２６は、上記の実施形態と同様に、GPS受信機２２をオフにするか、自己位置の補正処理をオフにするか、あるいは、GPS受信機２２による測位周期を長くすることで、自己位置の測位の頻度を抑制すればよい。これにより、ナビゲーション装置３は、自己位置の測位による電力消費を抑制できるので、車両２が目的地に到達する前にバッテリ２７の残量が不十分となってナビゲーション処理を継続できなくなることを抑制できる。また、ナビゲーション装置３は、自装置の温度が過度に上昇して故障を生じることを防止できる。
なお、この変形例でも、車両２は、ナビゲーション装置３における自己位置の測位精度によらず、一定の通知頻度で車両２の自己位置の測位結果をナビゲーション装置３へ通知してもよい。
また他の変形例によれば、車両２のＥＣＵ１６のプロセッサ３３において、通知頻度設定部４２は、車両２の正確な自己位置をユーザに通知することが求められる走行状況（以下、精密通知状況と呼ぶ）か否かを判定し、車両２の走行状況が精密通知状況である場合における通知頻度を、車両２の走行状況が精密通知状況でない場合の通知頻度よりも高くしてもよい。例えば、通知頻度設定部４２は、車両２の走行状況が精密通知状況である場合における通知頻度を、上記の第２の通知頻度と同等あるいは第２の通知頻度よりも高い第３の通知頻度に設定し、一方、車両２の走行状況が精密通知状況でない場合の通知頻度を、上記の第１の通知頻度に設定すればよい。なお、精密通知状況には、例えば、車両２が右折または左折する状況、あるいは、車両２が走行中の車線から隣接する車線へ合流するといった、車両２の走行状態を変化させるイベントが生じる状況が含まれる。そこで、通知頻度設定部４２は、車両２の現在の自己位置からそのようなイベントが生じる地点（例えば、車両２が右折または左折する交差点あるいは合流する地点）までの距離が所定距離以下となると、現在の走行状況が車両２の精密通知状況であると判定すればよい。なお、通知頻度設定部４２は、ナビゲーション装置３における自己位置の測位精度が低下するか否かに関わらず、車両２の走行状況が精密通知状況である場合における通知頻度を、車両２の走行状況が精密通知状況でない場合の通知頻度よりも高くしてもよい。あるいは、通知頻度設定部４２は、ナビゲーション装置３における自己位置の測位精度が低下し、かつ、車両２の走行状況が精密通知状況である場合における通知頻度を、車両２の走行状況が精密通知状況でない場合の通知頻度よりも高くしてもよい。
これにより、自己位置共有システムは、精密通知状況において、正確な車両の位置をユーザに通知することができる。
さらに他の変形例によれば、ナビゲーション装置３のプロセッサ２６が、上記の実施形態または変形例による通知頻度設定部４２の処理を実行してもよい。そしてプロセッサ２６は、設定した通知頻度を、近距離通信器２４を介して車両２へ通知してもよい。この場合には、通知頻度設定部４２は、上記の実施形態または変形例における、通知頻度の設定処理に用いられる車両２の自己位置の代わりに、GPS受信機２２により得られたナビゲーション装置３の自己位置を用いればよい。また、ナビゲーション装置３は、地図情報を管理する地図サーバから、無線基地局及び無線通信器２３を介して、精度低下領域を表す地図情報を受信すればよい。
また、上記の実施形態または変形例による、ナビゲーション装置３のプロセッサ２６の機能を実現するコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気記録媒体または光記録媒体といった、コンピュータ読取可能な可搬性の記録媒体に記録された形で提供されてもよい。同様に、上記の実施形態または変形例による、車両２のＥＣＵ１６のプロセッサ３３の各部の機能を実現するコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気記録媒体または光記録媒体といった、コンピュータ読取可能な可搬性の記録媒体に記録された形で提供されてもよい。
以上のように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。
１ 自己位置共有システム
２ 車両
３ ナビゲーション装置
１１ GPS受信機
１２ カメラ
１３ 車両挙動測定部
１４ 通信器
１５ ストレージ装置
１６ 電子制御装置(ＥＣＵ)
２１ ユーザインターフェース
２２ GPS受信機
２３ 無線通信器
２４ 近距離通信器
２５ メモリ
２６ プロセッサ２６
３１ 通信インターフェース
３２ メモリ
３３ プロセッサ
４１ 位置推定部
４２ 通知頻度設定部
４３ 通知部

Claims (9)

  1. 車両と、前記車両に搭載され、かつ、前記車両と通信可能な端末とを有する自己位置共有システムであって、
    前記端末は、
    前記端末の自己位置を測位する測位部を有し、
    前記車両は、
    所定の周期で、前記端末よりも高い測位精度で前記車両の自己位置を推定する位置推定部と、
    前記端末による自己位置の測位精度が低下するか否か判定し、前記測位精度が低下しない場合、推定された前記車両の自己位置を前記端末へ通知する通知頻度を第1の頻度に設定し、一方、前記測位精度が低下する場合、前記通知頻度を前記第1の頻度よりも高い第２の頻度に設定する通知頻度設定部と、
    前記第1の頻度及び前記第２の頻度のうちの設定された前記通知頻度で推定された前記車両の自己位置を前記端末へ通知する通知部と、
    を有する自己位置共有システム。
  2. 前記通知頻度設定部は、前記車両の走行状態を変化させる地点と前記車両間の距離が所定距離以下となるか否かをさらに判定し、前記距離が前記所定距離以下であり、かつ、前記測位精度が低下する場合、前記通知頻度を前記第１の頻度よりも高い第３の頻度に設定する、請求項１に記載の自己位置共有システム。
  3. 前記端末は、
    地図情報を記憶する記憶部と、
    表示部と、
    前記車両から通知された、推定された前記車両の自己位置を、前記地図情報に表された前記車両が走行中の道路の車線とともに前記表示部に表示する制御部と、
    をさらに有する請求項１または２に記載の自己位置共有システム。
  4. 車両と、前記車両に搭載され、かつ、前記車両と通信可能な端末とを有する自己位置共有システムであって、
    前記車両は、
    所定の周期で前記車両の自己位置を推定する位置推定部と、
    推定された前記車両の自己位置を前記端末へ通知する通知部と、
    を有し、
    前記端末は、
    前記車両よりも低い測位精度で前記端末の自己位置を測位する測位部と、
    前記車両から推定された前記車両の自己位置が通知されている場合における、前記測位部により自己位置を測位する頻度を、前記車両から推定された前記車両の自己位置が通知されていない場合における、前記測位部により自己位置を測位する頻度よりも低下させる制御部と、
    を有する自己位置共有システム。
  5. 前記端末は、前記端末に電力を供給する電力供給部をさらに有し、
    前記端末の前記制御部は、前記車両から推定された前記車両の自己位置が通知されており、かつ、前記電力供給部の電力残量が所定の残量閾値以下である場合に限り、前記測位部により自己位置を測位する頻度を、前記車両から推定された前記車両の自己位置が通知されていない場合における、前記測位部により自己位置を測位する頻度よりも低下させる、請求項４に記載の自己位置共有システム。
  6. 前記端末の前記制御部は、前記車両から推定された前記車両の自己位置が通知されており、かつ、前記端末の温度が所定の温度閾値以上である場合に限り、前記測位部により自己位置を測位する頻度を、前記車両から推定された前記車両の自己位置が通知されていない場合における、前記測位部により自己位置を測位する頻度よりも低下させる、請求項４に記載の自己位置共有システム。
  7. 前記端末は、
    地図情報を記憶する記憶部と、
    表示部と、をさらに有し、
    前記制御部は、前記車両から通知された、推定された前記車両の自己位置を、前記地図情報に表された前記車両が走行中の道路の車線とともに前記表示部に表示する、
    請求項４〜６の何れか一項に記載の自己位置共有システム。
  8. 自己位置を測位可能な端末が搭載された車両であって、
    所定の周期で、前記端末よりも高い測位精度で前記車両の自己位置を推定する位置推定部と、
    前記端末による自己位置の測位精度が低下するか否か判定し、前記測位精度が低下しない場合、推定された前記車両の自己位置を前記端末へ通知する通知頻度を第1の頻度に設定し、一方、前記測位精度が低下する場合、前記通知頻度を前記第1の頻度よりも高い第２の頻度に設定する通知頻度設定部と、
    前記第1の頻度及び前記第２の頻度のうちの設定された前記通知頻度で推定された前記車両の自己位置を前記端末へ通知する通知部と、
    を有する車両。
  9. 所定の周期で自己位置を推定可能な車両に搭載され、かつ、前記車両と通信可能な端末であって、
    前記車両よりも低い測位精度で前記端末の自己位置を測位する測位部と、
    前記車両から推定された前記車両の自己位置が通知されている場合における、前記測位部により自己位置を測位する頻度を、前記車両から推定された前記車両の自己位置が通知されていない場合における、前記測位部により自己位置を測位する頻度よりも低下させる制御部と、
    を有する端末。
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