JP7077028B2 - 位置情報伝達装置 - Google Patents

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Description

本発明は、道路上の通行不可エリアに配置されて通行不可エリアの位置情報を車両に搭載された車載機に無線で伝達する位置情報伝達装置に関する。
従来、道路に関する情報を車両に無線で伝達する路車間情報通信システムとして、道路に設置された信号機等のインフラ設備に無線通信機を設け、当該信号機の位置情報や信号情報等を、当該道路を走行している自動車等の車両に向けて無線で伝達するようにしたものが知られている(例えば非特許文献1)。
また、このような路車間情報通信システムは、道路上で車両を自動運転させる自動運転システムを搭載した車両に対して道路に関する情報を無線で伝達することで、当該自動運転の支援を行う目的においても利用されている。
浜口雅春著、「ITS通信の最新動向~車車間通信を代表とするITSの現状と展望~」、ITUジャーナル、2013年12月、Vol.43 No.12、p.3-7
安全な自動運転を実現するためには、例えば道路上で工事が行われることで当該道路上に車両が通行することができない通行不可エリアがある期間だけ一時的に生じた場合に、道路上を走行する車両に当該通行不可エリアの情報をリアルタイムで伝達する必要がある。特に、通行不可エリアの位置情報を車両に伝達することは重要である。
しかし、上記従来の路車間情報通信システムは、道路に恒久的に設置されている信号機等のインフラ設備に設けられるものであり、道路上にある期間だけ一時的に存在する通行不可エリアの位置情報を車両に向けてリアルタイムで伝達することはできない。
これに対し、道路上にある期間だけ一時的に存在する通行不可エリアの位置情報を、当該道路を走行中の車両に向けてリアルタイムで伝達するためのシステムとして、例えばGPS等の全球測位衛星システムを用いて現在位置を測位可能な位置測定装置を通行不可エリアに配置し、当該位置測定装置により測位された通行不可エリアの位置情報(緯度及び経度の情報)を無線通信機により当該道路を走行する車両に無線で伝達するものが考えられる。
ここで、自動運転システムにおいては、通行不可エリアの緯度及び経度の情報から当該通行不可エリアが自車の走行予定の車線上にあるか否かを判断し、回避動作の要否を判断することになるので、車両に向けて伝達される通行不可エリアの位置情報は、車線を判別できる程度の精度を有していることが必要である。具体的には、一般的な車線の幅は2m~3mであるので、当該位置情報には、1m以下(緯度及び経度で0.03秒以下)の精度が要求される。
しかし、現在の全球測位衛星システムでは、高精度の測位が可能な所定数の人工衛星とのアクセスが可能な程度に上空が開けたオープンスカイの環境下においては、上記した精度で通行不可エリアの位置情報を得ることができるが、例えばビルの谷間に道路がある場合などの上空が狭まったアーバンキャニオンの環境下においては、必要数の人工衛星を確保することができず、また、マルチパス(反射波)の影響を受けることから、十分な精度を確保することができない場合がある。また、少数の人工衛星からの受信のみで高精度の測位を行うアルゴリズムやマルチパスをキャンセルする技術が研究されているが、現段階ではこれらの技術によっても十分な精度を確保することができない。しかも、都市部においては、通行不可エリアの多くはアーバンキャニオンにあると考えられる。
したがって、全球測位衛星システムのみを用いて通行不可エリアの位置情報を得るものでは、アーバンキャニオンの環境下において、自動運転システムに要求される精度で通行不可エリアの位置情報を車両に無線で伝達することはできないという問題がある。
本発明は、このような点を解決することを課題とするものであり、その目的は、アーバンキャニオンの環境下においても自動運転システムに要求される精度で通行不可エリアの位置情報を車両に無線で伝達することができる位置情報伝達装置を提供することにある。
本発明の位置情報伝達装置は、道路上の通行不可エリアに配置されて前記通行不可エリアの位置情報を車両に搭載された車載機に無線で伝達する位置情報伝達装置であって、全球測位衛星システムを用いて前記位置情報伝達装置の現在位置を測位する位置測定部と、前記位置測定部により測位された現在位置を、緯度及び経度の情報を備える電子地図上にマーキングを用いて表示する表示部と、操作者により操作され、前記操作者が目視で得た、前記マーキングの位置と実際の前記通行不可エリアの位置とのずれを基に前記電子地図上に表示された前記マーキングの位置を所望の位置に修正可能な位置修正用入力部と、前記マーキングの前記所望の位置における緯度及び経度の情報を、前記通行不可エリアの位置情報として前記車載機に向けて無線で出力する無線通信部と、を有することを特徴とする。
本発明の位置情報伝達装置は、上記構成において、前記位置測定部、前記表示部及び前記位置修正用入力部が、前記無線通信部とは別体の携帯型端末に設けられているのが好ましい。
本発明の位置情報伝達装置は、上記構成において、前記電子地図における緯度及び経度の精度が0.03秒以下であるのが好ましい。
本発明の位置情報伝達装置は、上記構成において、前記通行不可エリアが、前記道路に設置された工事現場であるのが好ましい。
本発明の位置情報伝達装置は、上記構成において、前記車両が自動運転システムを備えているのが好ましい。
本発明によれば、アーバンキャニオンの環境下においても自動運転システムに要求される精度で通行不可エリアの位置情報を車両に無線で伝達することができる位置情報伝達装置を提供することができる。
本発明の一実施の形態である位置情報伝達装置を道路の工事場所に配置した状態を示す説明図である。 図1に示す位置情報伝達装置の構成を概略で示す説明図である。 図1に示す位置情報伝達装置のブロック図である。 (a)はGPS受信部により測位された現在位置がディスプレイに表示された電子地図上にマーキングを用いて指示されている状態の携帯型端末を示す説明図であり、(b)はディスプレイの電子地図上に表示されているマーキングの位置が通行不可エリアの位置に修正された状態の携帯型端末を示す説明図である。 制御部による位置情報決定処理のシーケンス図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に例示説明する。
図1に示すように、本発明の一実施の形態である位置情報伝達装置1は、車両2が走行する道路(車道)3上に設置されている通行不可エリア4に配置されて、通行不可エリア4の位置情報(緯度及び経度の情報)を車両2に搭載された車載機5に無線で伝達するものである。すなわち、位置情報伝達装置1は、車載機5とともに路車間情報通信システムを構築するものである。
道路3上の通行不可エリア4は、例えば、道路3上で行われている工事現場の作業エリア、道路3上の故障した車両や事故車両が停車している場所、積荷等の異物が道路3上に落下している場所、道路3が陥没等の破損をしている場所など、道路3上のある場所にある期間だけ一時的に存在する、車両2が走行することができないように車線が規制された場所のことである。
図1には、通行不可エリア4が、中央分離帯3aの両側に複数の車線3b、3cが設けられた片側二車線の道路3の一方の車線3b上に設置された工事現場である場合を示す。この場合、通行不可エリア4は、道路3上に複数のパイロン6が配置されることによって道路3上に区画形成されている。
本実施の形態では、位置情報伝達装置1は、図2、図3に示すように、携帯型端末10と、携帯型端末10とは別体に構成された無線通信機20とを備えた構成とされている。
携帯型端末10としては、例えばタブレット型端末、スマートフォン、ノート型パソコン等を用いることができる。本実施の形態では、携帯型端末10としてスマートフォンを用いた場合を示す。
携帯型端末10は、位置測定部としてのGPS受信部11を備えている。GPS受信部11は、全球測位衛星システム(GNSS)の一種であるGPSシステムの受信機であり、GPSシステムを構成する複数の人工衛星からの信号を受信して、携帯型端末10の現在位置すなわち位置情報伝達装置1の現在位置を測位することができる。
なお、位置測定部は、GPSシステムを用いて位置情報伝達装置1の現在位置を測位するものに限らず、例えばEUが構築中の全球測位衛星システムであるガリレオや準天頂衛星「さきがけ」を用いた衛星測位システムなど、他の全球測位衛星システムを用いて位置情報伝達装置1の現在位置を測位するものであってもよい。
なお、位置測定部としては、測位の精度が緯度及び経度で0.03秒以下のものを用いるのが好ましいが、緯度及び経度で0.03秒より大きい精度のものを用いることもできる。
携帯型端末10は、CPU(中央演算処理装置)により構成される制御部12を有している。制御部12は、GPS受信部11に対するインターフェースを有し、このインターフェースにおいてGPS受信部11に接続されてGPS受信部11が測位した位置情報伝達装置1の現在位置の情報が入力される。
携帯型端末10は、表示部としてのディスプレイ13を備えている。ディスプレイ13は、例えば液晶パネル、有機ELパネルで構成されたものとすることができる。ディスプレイ13は、制御部12に接続され、制御部12が出力した文字や図形などの種々の情報を表示することができる。
制御部12には、メモリやハードディスク等の記憶部14が接続されている。記憶部14には、携帯型端末10の動作を制御するための各種のプログラム等の情報に加えて、詳細な緯度及び経度の情報を備えた電子地図のデータが格納されている。
上記した電子地図のデータとしては、緯度及び経度が0.03秒以下の精度を有するものが好ましい。電子地図のデータとして上記の精度を有するものを用いることで、道路3の車線3b、3cを判別できる程度の精度で、通行不可エリア4の位置情報を車両2に伝達することができる。
制御部12は、記憶部14に格納されている電子地図の情報をディスプレイ13に出力して、ディスプレイ13に電子地図Mを表示させることができる。また、制御部12は、ディスプレイ13に電子地図Mが表示されている状態で、携帯型端末10が操作されてGPS受信部11により位置情報伝達装置1の現在位置が測位されると、GPS受信部11により測位された位置情報伝達装置1の現在位置を、ディスプレイ13に表示されている電子地図M上にマーキング(カーソル)15を用いて表示させることができる。すなわち、GPS受信部11により位置情報伝達装置1の現在位置が測位されると、ディスプレイ13には、GPS受信部11により測位された位置情報伝達装置1の現在位置の周辺の電子地図Mが、当該現在位置を指示するマーキング15とともに表示される。なお、制御部12は、当該電子地図M上においてマーキング15により指示された位置の実際の緯度及び経度の情報を認識することができる。
携帯型端末10は、位置修正用入力部16を備えている。操作者は、位置修正用入力部16を操作することで、電子地図M上に表示されているマーキング15の位置を、当該電子地図Mにおける所望の位置に修正することができる。
例えば、通行不可エリア4がアーバンキャニオンの環境下にあって、GPS受信部11が十分な測位の精度を確保することができない場合には、電子地図M上においてマーキング15により指示される通行不可エリア4の現在位置が、実際の通行不可エリア4の位置に対してずれを生じる虞があるが、この場合においても、操作者は、実際の通行不可エリア4の位置と電子地図M上におけるマーキング15の位置とを見比べつつ、位置修正用入力部16を操作することで、電子地図M上におけるマーキング15の位置を、実際の通行不可エリア4の位置と一致する位置に修正することができる。したがって、アーバンキャニオンの環境下においてGPS受信部11の測位の精度が低くなった場合であっても、操作者が位置修正用入力部16を操作して電子地図M上におけるマーキング15の位置を正しい位置に修正することで、制御部12に通行不可エリア4の正しい位置情報(緯度及び経度の情報)を認識させることができる。
本実施の形態においては、位置修正用入力部16は、ディスプレイ13のタッチパネル機能として構成されている。すなわち、ディスプレイ13には、透明なタッチ式の入力機能が重ねて設けられており、当該タッチ式の入力機能が位置修正用入力部16となっている。したがって、ディスプレイ13に表示されている電子地図M上の所望の位置を指やタッチペン等でタップ(押圧)することにより、電子地図M上の当該タップした位置にマーキング15の位置を修正(変更)することができる。
なお、位置修正用入力部16は、タッチパネル機能に限らず、マーキング15の位置を修正することができれば、例えば十字キーなどのディスプレイ13とは別に設けられた入力機能として構成することもできる。この場合、入力機能を操作することで、当該入力機能の操作方向に応じた方向にマーキング15を電子地図M上で連続的に移動させて当該マーキング15の位置を修正する構成とすることができる。
電子地図Mは、ディスプレイ13上に、電子地図M上においてマーキング15により指示された位置の実際の緯度及び経度の情報を表示する機能を備えた構成とすることもできる。本実施の形態では、図2に示すように、ディスプレイ13の右上部分に電子地図M上においてマーキング15により指示された位置の実際の緯度及び経度の情報を表示する位置情報表示枠17が設けられている。なお、ディスプレイ13における位置情報表示枠17を表示する位置は種々変更可能であり、また、位置情報表示枠17を表示しない構成とすることもできる。
携帯型端末10は、電子地図M上においてマーキング15により指示された位置の緯度及び経度の情報を外部に出力する情報出力部18を備えている。すなわち、制御部12は、電子地図Mの情報に基づいて認識した、通行不可エリア4の正しい位置情報(緯度及び経度の情報)を、情報出力部18に送り、当該情報出力部18から外部に向けて出力させる。
無線通信機20は、可搬式ないし移動式となっており、道路3上の通行不可エリア4に配置することができる。無線通信機20は情報入力部21を備えており、携帯型端末10の情報出力部18から出力された情報は、情報入力部21を介して無線通信機20に入力される。情報出力部18から情報入力部21への情報の伝達は、例えばブルートゥース(登録商標)などの近距離無線通信、特定小電力無線、USB(ユニバーサル・シリアル・バス)を用いた有線など、種々の方法で行うことができる。
無線通信機20は無線通信部22を備えている。無線通信部22は、情報出力部18から情報入力部21に入力された情報、すなわち電子地図M上においてマーキング15により指示された通行不可エリア4の位置情報(緯度及び経度の情報)を、道路3上を走行する車両2に搭載された車載機5に向けて無線で出力する。
無線通信部22は、例えば「ARIB STD T-109(700MHz帯)」や「IEEE802.11p」等の、ITS(Intelligent Transport Systems、高度道路交通システム)用の標準通信規格に基づいた通信が可能な構成とすることができる。本実施の形態においては、無線通信部22は、「ARIB STD T-109(700MHz帯)」の規格に準拠した情報の通信が可能な構成とされ、その通信距離は約700m~1km程度である。
車両2に搭載される車載機5も、無線通信機20の無線通信部22と同様に、「ARIB STD T-109(700MHz帯)」の規格に準拠した情報の通信が可能な構成とされており、無線通信部22との間で無線による情報通信を行うことができる。したがって、無線通信部22から出力された通行不可エリア4の位置情報(緯度及び経度の情報)は、車載機5を介して車両2に伝達される。
位置情報伝達装置1から通行不可エリア4の位置情報が車載機5に伝達された車両2は、通行不可エリア4の位置情報を運転支援に利用する。車両2が自動運転システム30を備えている場合には、車両2は、自動運転システム30により、位置情報伝達装置1から伝達されてきた通行不可エリア4の位置情報に基づき運転が制御される。例えば、自動運転システム30は、位置情報伝達装置1から伝達されてきた通行不可エリア4の位置情報に基づき、車両2が走行予定の車線3bに通行不可エリア4があることを認識した場合には、車両2を車線3bから車線3cに車線変更するように制御する。
なお、車両2が自動運転システム30を備えていない場合には、位置情報伝達装置1から伝達されてきた通行不可エリア4の位置情報は、例えば車両2に搭載されたナビゲーションシステム用のモニタに表示されるなどして、運転者に道路3上に通行不可エリア4があることや、その位置を認識させるように構成される。
次に、図1に示すように、アーバンキャニオンの環境下にある片側二車線の道路3の一方の車線3bに通行不可エリア4が設置されている場合において、当該通行不可エリア4の位置情報を本実施の形態の位置情報伝達装置1を用いて車両2に伝達する手順について説明する。
まず、通行不可エリア4に無線通信機20を配置する。
次に、通行不可エリア4において携帯型端末10を操作してGPS受信部11による通行不可エリア4の測位を実行し、図4(a)に示すように、携帯型端末10のディスプレイ13に、通行不可エリア4の周辺の電子地図MとともにGPS受信部11により測位された通行不可エリア4の位置を指示するマーキング15を表示させる。
次に、ディスプレイ13に表示された電子地図M上におけるマーキング15の位置と実際の通行不可エリア4の位置とを操作者が目視で比較し、電子地図M上においてマーキング15が指示する位置が実際の通行不可エリア4の位置からずれている場合には、図4(b)に示すように、ディスプレイ13にタッチパネル機能として付与された位置修正用入力部16を操作して、電子地図M上におけるマーキング15の位置を通行不可エリア4の位置に対応した正しい位置に修正する。なお、通行不可エリア4の正しい位置における正確で詳細な緯度及び経度は、ディスプレイ13の右上部分に表示される位置情報表示枠17の記載から確認することができる。
電子地図M上におけるマーキング15の位置が、通行不可エリア4の位置に対応した正しい位置に修正されると、通行不可エリア4の正確で詳細な緯度及び経度の情報が情報出力部18から情報入力部21を介して無線通信機20に入力される。
無線通信機20に入力された通行不可エリア4の正確で詳細な緯度及び経度の情報は、通行不可エリア4の位置情報として無線通信部22から無線で出力され、無線通信部22の無線通信範囲において道路3上を走行する各車両2に車載機5を介して伝達される。
制御部12は、記憶部14に格納された位置情報決定ソフトウェア(プログラム)に基づいて位置情報決定処理を実行する。以下に、制御部12による位置情報決定処理のシーケンスについて、図5を参照しつつ説明する。
制御部12は、操作者の要求に応じて所望の地図データを電子地図サーバ40から取得してディスプレイ13に表示する機能(位置座標設定機能41)と、操作者が所望する地図データが取得されてディスプレイ13に電子地図Mが表示された際に、その電子地図M上で操作者が所望の位置を確定し、無線通信機20を介して確定された位置情報を車載機5に伝達する位置設定機能42と、ディスプレイ13上に緯度経度設定ボタン(アイコン)として表示され、位置座標設定機能41を起動するランチャー表示機能43とを有し、これらは連携して機能することができる。
操作者が、ディスプレイ13上に表示された緯度経度設定ボタンを押下すると位置座標設定機能41が起動する。位置座標設定機能41は、無線通信機20を介して電子地図サーバ40に地図データ取得要求を送信する。電子地図サーバ40は、地図データ取得要求に応じて電子地図Mの地図データを配信し、無線通信機20を介して位置座標設定機能41に地図データをダウンロードさせる。地図データがダウンロードされると、位置座標設定機能41は、この地図データを記憶部14に格納するとともに、ディスプレイ13上に当該地図データに基づいた電子地図Mを表示する。操作者は、ディスプレイ13上に表示された電子地図Mを閲覧し、当該電子地図Mが、マーキング15の位置が所望の位置にある所望の地図であるか否かを確認する。電子地図Mが所望の電子地図でない場合、操作者は位置修正用入力部16を操作する。操作者により位置修正用入力部16が操作されると、位置座標設定機能41は位置修正用入力部16からの入力に応じて再度、電子地図サーバ40から地図データを取得し、新たな電子地図Mをディスプレイ13上に表示する。操作者の所望の電子地図Mがディスプレイ13上に表示されるまで、この処理が繰り返される。操作者の所望の電子地図Mがディスプレイ13上に表示されると、操作者は位置修正用入力部16から位置決定操作を行う。位置決定操作が行われると、位置座標設定機能41は位置設定機能42を起動し、この位置設定機能42により、操作者によって確定された位置情報が無線通信機20を介して車載機5に伝達される。車載機5は、位置情報を受信すると、無線通信機20を介して位置設定機能42に対して位置情報受信応答を送信する。位置設定機能42は、位置情報受信応答を受信すると位置座標設定機能41を停止させ、地図データの取得を終了させた後、自身も機能を停止する。以上の一連の機能の連携処理によって、操作者が確定した位置情報を車載機5に伝達することが可能となる。なお、制御部12による位置情報決定処理のシーケンスは、上記に限られるものではない。
以上の通り、本実施の形態の位置情報伝達装置1によれば、道路3上に設置された工事場所等の通行不可エリア4がアーバンキャニオンの環境下にあって、GPS受信部11により測位される通行不可エリア4の電子地図M上における位置が実際の通行不可エリア4の位置に対してずれを生じた場合であっても、操作者が手動で電子地図M上における通行不可エリア4の位置を正しい位置に修正することで、無線通信機20から車載機5に向けて通行不可エリア4の正確で詳細な緯度及び経度の情報を伝達させることができる。したがって、本実施の形態の位置情報伝達装置1によれば、アーバンキャニオンの環境下においても、自動運転システム30に要求される精度で、通行不可エリア4の位置情報を車両2に無線で伝達することができる。
また、本実施の形態の位置情報伝達装置1では、無線通信機20は、可搬式ないし移動式となっているので、道路3上の任意の位置に容易に配置することができる。したがって、例えば道路3上で行われる工事場所のように、道路3上のある場所にある期間だけ一時的に通行不可エリア4が生じた場合であっても、当該通行不可エリア4に無線通信機20を配置することで、通行不可エリア4の位置情報を車両2にリアルタイムで伝達することが可能な路車間通信システムを容易に構成することができる。しかも、無線通信機20を道路3上に配置するための道路占有許可を取得する必要もないので、その配置の作業も容易である。
さらに、本実施の形態の位置情報伝達装置1では、位置測定部であるGPS受信部11、表示部であるディスプレイ13及び位置修正用入力部16を、無線通信部22を備える無線通信機20とは別体の携帯型端末10に設けるようにしたので、GPS受信部11に現在位置を測位させるための操作や、ディスプレイ13に表示されたマーキング15の位置を修正する操作を容易に行い得るようにすることができる。また、携帯型端末10として、例えばタブレット型端末、スマートフォン、ノート型パソコン等の既存の汎用機器を用いることができるので、位置情報伝達装置1のコストを低減することができる。
さらに、本実施の形態の位置情報伝達装置1では、電子地図Mとして緯度及び経度の精度が0.03秒以下のものを用いるようにしたので、車両2に対して、自動運転システム30が車線3b、3cの判別が可能な十分な精度で通行不可エリア4の位置情報を当該車両2に伝達することができる。
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、前記実施の形態においては、無線通信部22と車載機5とを、ITS用の標準通信規格に基づいた通信を行う構成としているが、これに限らず、他の通信規格に基づいた通信を行うものとしてもよく、その通信規格は問わない。
また、前記実施の形態においては、緯度及び経度の情報を備えた電子地図Mを記憶部14に格納しておき、記憶部14から制御部12に入力される構成としているが、これに限らず、電子地図Mのデータがインターネット等を通じて制御部12に入力される構成としてもよい。
1 位置情報伝達装置
2 車両
3 道路
3a 中央分離帯
3b 車線
3c 車線
4 通行不可エリア
5 車載機
6 パイロン
10 携帯型端末
11 GPS受信部(位置測定部)
12 制御部
13 ディスプレイ(表示部)
14 記憶部
15 マーキング
16 位置修正用入力部
17 位置情報表示枠
18 情報出力部
20 無線通信機
21 情報入力部
22 無線通信部
30 自動運転システム
40 電子地図サーバ
41 位置座標設定機能
42 位置設定機能
43 ランチャー表示機能
M 電子地図

Claims (5)

  1. 道路上の通行不可エリアに配置されて前記通行不可エリアの位置情報を車両に搭載された車載機に無線で伝達する位置情報伝達装置であって、
    全球測位衛星システムを用いて前記位置情報伝達装置の現在位置を測位する位置測定部と、
    前記位置測定部により測位された現在位置を、緯度及び経度の情報を備える電子地図上にマーキングを用いて表示する表示部と、
    操作者により操作され、前記操作者が目視で得た、前記マーキングの位置と実際の前記通行不可エリアの位置とのずれを基に前記電子地図上に表示された前記マーキングの位置を所望の位置に修正可能な位置修正用入力部と、
    前記マーキングの前記所望の位置における緯度及び経度の情報を、前記通行不可エリアの位置情報として前記車載機に向けて無線で出力する無線通信部と、を有することを特徴とする位置情報伝達装置。
  2. 前記位置測定部、前記表示部及び前記位置修正用入力部が、前記無線通信部とは別体の携帯型端末に設けられている、請求項1に記載の位置情報伝達装置。
  3. 前記電子地図における緯度及び経度の精度が0.03秒以下である、請求項1または2に記載の位置情報伝達装置。
  4. 前記通行不可エリアが、前記道路に設置された工事現場である、請求項1~3の何れか1項に記載の位置情報伝達装置。
  5. 前記車両が自動運転システムを備えている、請求項1~4の何れか1項に記載の位置情報伝達装置。
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