JPH049711A - 車両位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車両に搭載され、道路側に設置される位置ビ
ーコンからの位置信号を検出することにより、車両位置
を特定する車両位置検出装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、車両の現在位置を表示することができるナビ
ゲーション装置が提案されており、各種の車両に搭載さ
れるようになってきている。このようなナビゲーション
装置における現在位置の検出方式としては、例えばＧＰ
Ｓ　（グローバル・ボジョニング・システム）や道路に
設置した位置ビルコンを利用したものが知られている。

ＧＰＳを利用したナビゲーション装置においては、人工
衛星の位置検出により、自軍の位置を特定するため、視
界の良い場所においては、かなり精度の良い検出を行え
る。しかし、市街地など視界の悪い場合においては、十
分な衛星の検出を行うことができず、位置検出を行うこ
とができない場合も多い。また、ＧＰＳ受信装置は衛星
の軌道等についてのデータも知らなければならず、更に
高精度の位置検出のためには、受信設備として非常に高
精度のものを用いなければならない。このため、装置が
高価、大型となってしまうという問題点があった。

一方、道路に設置された位置ビーコンからの情報を得て
自軍位置を検出する方法によれば、受信設備が非常に簡
単なもので良く、受信信号より絶対的な位置を正確に検
出することができる。また、位置ビーコンを適当な間隔
で設置すれば、その間の位置検出は、車速センサ、方位
センサなどの検出値より走行距離を積算することによっ
て、かなり正確に行うことができる。このため、市街地
等におけるナビゲーションシステムにおいては、位置ビ
ーコンを利用したシステムが好適と考えられる。

また、道路に設置された位置ビーコンから送信するデー
タとしては、その位置ビーコン設置位置についての位置
データ及びビーコン直下を示す位置信号があるが、この
他に交通情報、個別通信情報（天候、ＦＡＸ、個人的情
報などを含む）などの送受信を行うこともできる。

例えば、どの道路が渋滞しているかなどの交通情報が得
られれば、目的地へ行くための最適経路をナビゲーショ
ン装置によって認識することができ、単なる現在位置情
報を得るよりも高度なナビゲーションを達成することが
できる。この点においても位置ビーコンを利用したナビ
ゲーションシステムが有利であるといえる。

ここで、このような位置ビーコンを利用する車両位置検
出装置については、例えば特開昭６３−９３０９８号公
報に示されており、この装置について第６図及び第７図
に基づいて説明する。

第６図において、車載用アンテナ１０としては、位置信
号検出用のアンテナ１２及びデータ用のアンテナ１４が
設けられている。位置信号検出用のアンテナ１２は、上
部方向に指向性を有し、また、データ用のアンテナ１４
は、水平方向に指向性を有している。

アンテナ１２からの受信信号は、増幅器１６により増幅
された後、位置判定回路１８に供給される。そして、位
置判定回路１８において、例えば所定の基準レベルと受
信信号レベルとを比較することにより、ビーコン直下を
車両が通過したことを判定し、位置信号Ｐを出力する。

第７図は、位置ビーコンとして道路の前方及び後方の２
方向にビームを発するスプリットビームアンテナを使用
した場合のアンテナ１２による受信信号レベルの変化を
示す図である。この場合にはアンテナ１２による受信信
号レベルが位置ビーコン直下の位置において急激に低下
することになる。従って、アンテナ１２による受信信号
レベルの急激な低下を検出することにより、位置検出を
行うことができる。

また、データ用のアンテナ１４からの受信信号は、増幅
器２０により増幅された後、受信エリア判定回路２２に
供給される。そして、受信エリア判定回路１８において
、例えば所定の基準レベルと受信信号レベルとを比較す
ることにより、受信エリア信号Ｇを出力する。この受信
エリア信号Ｇによりゲート回路２４の開閉作動を制御し
、上記増幅器２０からの位置データｄを含むデータ信号
りをナビゲーション装置２６に供給する。

そして、ナビゲーション装置においては、位置信号Ｐを
受信した時点で、ビーコン直下の絶対位置を示す位置デ
ータｄに基づいて、車両の位置を適正値に補正する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、実際の車両走行時における受信レベルは
、必ずしも第７図に示すような綺麗なカーブ描くとは限
らない。すなわち、受信エリアにおいては、他の走行車
両の影響などにより多重波伝搬状況が生まれ、フェージ
ングが生起される場合がある。そして、深いフェージン
グが生じた場合には、第８図に示すように受信レベルが
大きく落ち込む場所が数個所に生じてしまうこととなう
。

そして、このような場合には、位置検出信号として第９
図に示すように複数のパルスが出力されてしまい、ビー
コン直下の位置を検出することが不可能となったり、誤
って検出してしまうという問題点があった。

また、他の車両の影響などにより、位置ビーコンからの
信号が遮蔽されてしまった場合には、位置信号を検出で
きない場合もある。そして、位置信号が検出できなかっ
た場合には、現在位置の補正が行えないため、走行距離
からの位置算出に基づく誤差が累積してしまうことにな
る。

なお、位置ビーコンの位置を受信レベルの落ち込みでは
なく、受信信号の位相が反転する場所により検出する方
法もある。しかし、この方法においても、フェージング
等位置ビーコンの受信に異常が生じれば正確な位置信号
の検出が行えないことになる。

本発明は、上記問題点を解決することを課題としてなさ
れたものであり、位置ビーコンからの位置信号を正確に
検出することができる車両位置検出装置を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る車両位置検出装置は、位置ビーコンから
送信された信号を受信し、受信信号のレベルを検出する
受信レベル検出手段と、検出した受信レベルを所定のし
きい値と比較し、受信エリア内か否かを認識する受信エ
リア認識手段と、車両の走行距離を検出する走行距離検
出手段と、所定受信レベルが所定レベル以上となり、受
信エリア内に進入した時点からの受信エリア内走行距離
を算出するエリア内走行距離算出手段と、受信エリア内
走行距離が所定範囲内である位置信号を選択する選択手
段と、この選択手段によって選択される位置信号があっ
た場合にはその位置信号を受信した地点によりビーコン
位置を特定し、選択される位置信号がなかった場合には
エリア内走行距離が所定の値となった地点によりビーコ
ン位置を特定する手段とを有することを特徴とする。

［作用］ この発明に係る車両位置検出装置は、上述のような構成
を有しており、受信エリアに入ってからの走行距離を算
出する。そして、この走行距離が所定範囲内の位置信号
を検出する。そこで、受信エリアの端部等で発生した位
置信号を除去することができ正確な位置補正を行うこと
ができる。

また、位置信号を検出できなかった場合においても受信
エリア内走行距離に基づいて得られた推定値による位置
補正が行えるため、走行距離に基づく位置特定における
誤差の累積を防止することができる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について図面に基づいて説明す
る。

第１図は、本発明に係る車両位置検出装置の構成を示す
ブロック図であり、道路側に設置された位置ビーコンか
らの信号は、アンテナ１０において受信される。

このアンテナ１０には、ビーコン受信部３０が接続され
ており、ここにおいて受信信号が処理され、処理結果に
ついての信号がナビゲーション装置４０に供給される。

ここで、ビーコン受信部３０は、データ復調回路３２、
キャリアレベル検出回路３４、位置信号検出回路３６の
３つの信号処理部を有しており、データ復調回路３２は
、アンテナ］０からの受信信号からデータを分離し、位
置データｄを含むデータ信号りを出力すると共に、受信
信号中のキャリアレベルについての信号も出力する。キ
ャリアレベル検出回路３４はデータ復調回路３２からの
キャリアレベルについての信号を得、これを所定のしき
い値を比較して、受信エリア内か否かを判定する。そし
て、受信エリア判定信号Ｇを出力する。位置信号検出回
路３４は受信信号の信号レベル（振幅）を検出し、信号
レベルの落ち込みに対応してパルス信号である位置信号
Ｐを出力する。

ナビゲーション装置４０は、ビーコン受信部３０からの
データ信号Ｄ１受信エリア判定信号Ｇ１位置信号Ｐを受
け、自軍位置の表示等を行うが、このためにナビゲーシ
ョン装置４０には走行距離を検出する距離センサ４２、
走行方向を検出する地磁気センサ４４、地図データを記
憶する地図データ記憶部４６、自軍位置についての表示
を行う表示装置４８が接続されている。

そして、距離センサ４２及び地磁気センサ４４からの信
号によって算出した移動量に応じて口車位置を常時更新
することにすると共に、位置信号Ｐを受信した時点で、
データ信号りに含まれている位置データｄにより、自軍
位置の補正をする。

一方、地図データ記憶部４６には、車両が走行する地域
の地図についてのデータが記憶されており、ナビゲーシ
ョン装置６０はこの地図データを読出して表示装置４８
に地図を表示する。そして、この地図上に上述のように
して求めた自軍の位置を表示する。そこで、運転者は、
表示装置４８を見ることによって、いつでも自軍位置を
確認することができる。

ここで、本実施例においては、ナビゲーション装置４０
において、受信エリア内における走行距離を利用して、
正確な位置信号Ｐの検出を行う。

そこで、この動作について第３図に基づいて説明する。

ナビゲーション装置４０は、距離センサ４２、地磁気セ
ンサ４４の出力値よりｘ、ｙ方向の移動距離を検出し、
これによって地図上の位置を演算算出して、これを表示
装置４８に表示する（Ｓ１０１）。受信エリア判定信号
Ｇにより、受信エリアないか否かを判定する（５１０２
）。受信エリア内でなければ、位置ビーコンからの信号
を受信できないため５１０１に戻るが、受信エリア内に
入った場合には、次に位置信号Ｐ及び位置データｄによ
る位置補正を行わなければならない。

ところが、位置ビーコンの発する電波の強度はほぼ一定
の値に設定されている。そこで、キャリアレベルが一致
値に達し、受信エリア内と判定される位置は常にほぼ同
一であり、通常の場合受信エリアは７０ｍである。

そこで、本実施例にいては、受信エリアに進入してから
の走行距離を積算し、３０ｍ走行したかを判定する（８
１０３）。これは、ビーコンは受信エリアにの中心部に
あり、受信エリアに進入して３５ｍ近辺であると推定さ
れるため、３０ｍ走行前に位置信号Ｐが検出されてもこ
れは誤検出であると推定されるためである。そこで、３
０ｍ走行するまでは位置信号の検出を行わず、３０ｍ走
行した場合に、位置信号Ｐの検出を行う。このため、位
置信号Ｐを受信したか否かまたは３０ｍ地点から更に１
０ｍ走行したかを判定する（ＳＩＯ４）。

位置信号Ｐを受信した場合には、これは正しい位置信号
Ｐと推定されるため、これを採用する。

そこで、第３図に示すように複数位置信号Ｐが受信され
た場合においても、正しい位置信号Ｐを選択することが
できる。

一方、位置検出信号を検出できないまま、更に１０ｍ走
行した場合には、ビーコン位置と推定される領域で位置
信号Ｐを何等かの原因で受信できなかったと推定される
。このため、受信エリアに進入して３５ｍの地点を位置
信号Ｐの検出位置とみなしてこれをＪ２憶する（Ｓ　１
０５）。

このようにして、位置信号Ｐの受信または３５ｍ地点を
記憶した場合には、この位置信号Ｐに対応する位置デー
タｄを受信する（Ｓ１０６）。そして、位置信号Ｐ等に
よって特定されたビーコン位置における絶対位置をその
ときの位置データｄによって補正する（Ｓ　１０７）。

このようにして、位置補正を終了した場合には、受信エ
リアに入ってから１００ｍ走行したかを判定しく３１０
８）　、１００ｍ走行した場合には、受信エリアを逸脱
したとみなして、５１０１に戻る。なお、１００ｍ走行
までは、受信エリア内であると推定され、位置信号Ｐに
よる補正はできないため、走行距離による位置演算、表
示を繰り返す（Ｓ　１０９）。

ここで、第２図における５１０７の位置補正について説
明する。

位置信号Ｐ受信時における補正 位置信号Ｐを受信した後、５１０７で位置デー夕ｄを受
信できた場合には、両データを用いて、現在位置を位置
データｄで特定される位置に補正すればよい。

すなわち、前回のビーコン位置において得られた絶対位
置についてのデータに移動距離を加算して得た現在位置
が（Ｘ、　Ｙ）であり、今回の位置データによる位置が
（Ｘｏ、Ｙｏ）であった場合には、 Ｘ−Ｘ　　　Ｙ−Ｙ。

Ｏ。

として、誤差Ｘ。、ｙｏを除去する。

Ｘ　−Ｘ−Ｘ。

ｙ　　−ｙ−ｙ。

位置データを受信後における補正 この場合には、位置データｄは所定時間前の時点での位
置を表している。従って、現在位置（Ｘ。

Ｙ）をそのまま位置データ（Ｘｏ、Ｙｏ）に入れ替える
訳にはいかない。そこで、ビーコン直下に通過後の走行
を考慮した位置補正を行うが、これについて第４図及び
第５図に基づいて説明する。

この場合、まず位置信号Ｐを受信した時点においてナビ
ゲーション４０が認識していた口車位置Ｎｏ　（Ｘ、Ｙ
）と位置データｄより得られた位置（Ｘｏ、Ｙｏ）の差
を取ることにより、誤差量（ｘｏ　、ｙｏ　）を算出す
る（Ｓ２０１）。

また、前回のビーコン位置Ｂｏｏ−（Ｘｏｏ’　　”ｏ
ｏ）から今回のビーコン通過判定時における車両位置Ｎ
　　（Ｘ、　Ｙ）　−（Ｘｏ＋Ｘｏ、　Ｙｏ＋ｙｏ）ま
での移動距離Ｌ　を算出する。そして、この移動ｙ 距離Ｌ８．に対する上記誤差量（ｘ□、ｙ（１）の割合
、すなわち誤差率Ｅ　（Ｘｏ　／　Ｌ　ｘ　、ｙ　ｏ／
Ｌｙ　）ヲ算出する（Ｓ　２０２）。ここで、ＬｘはＸ
方向の移動距離、Ｌｙはｙ方向の移動距離である。従っ
て、誤差率Ｅ　（ｘｏ／Ｌｘ、ｙｏ／Ｌ、）は、単位距
離当たりのＸ方向、ｙ方向の誤差を表す。

次に、ビーコン通過時の車両位置Ｎ−（Ｘ。

十ｘｏ、Ｙｏ＋ｙｏ）から位置データ受信時の車両位置
Ｎ−（Ｘ、Ｙ）までの走行距離Ｌｔを算出しく５２０３
）、この走行距離Ｌｔを移動することにより発生する遅
れ誤差ｆｆ１（ｘ、、ｙｔ）を前記誤差率Ｅに基づいて
算出する（Ｓ２０４）。

すなわち、走行距離と誤差量は比例関係にあることから
、走行距離Ｌｔを移動することにより発生する遅れ誤差
ｆｆ１（ｘ、ｙ）を走行距離Ｌ１と誤差率Ｅ　（ｘｏ／
Ｌｘ、ｙｏ／Ｌ、）との乗算することにより算出する。

ｘｔ−Ｌｘ−ｘｏ／Ｌ８ ｙｔ−Ｌ、　−Ｖ（＋　／／Ｌ、。

そして、絶対位置受信時における移動体の位置データＮ
　について上記誤差量（ｘｏ　、ｙｏ）及び遅れ誤差量
（ｘ　ｔ　、ｙ工）を解消させる補正を行う（Ｓ２０５
，５２０６）。すなわち、次式により、補正後の位置デ
ータＢ１を算出する。

Ｂ　　”　（Ｘｔ−ｘｏ−Ｌｘ”　Ｘｏ　／Ｌｘ。

Ｙｔ−ｙｏ−Ｌ、・Ｙ（＋　／／Ｌ、、　）このように
して、位置データｄの受信が遅れた場合における補正を
行う。なお、１０ｍ走行した場合においても、Ｌ　ｔ　
−５ｍの走行に伴う補正を同様にして行うことができる
。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明に係る車両位置検出装置に
よれば、受信エリア進入後の走行距離により位置信号を
選択するため、フェージング等の影響による誤判定の発
生を防止することができる。

また、位置信号を受信できなかった場合にも、補正を行
うことができ、誤差の増大を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両位置検出装置の構成を示すブ
ロック図、 第２図は同実施例における動作を説明するためのフロー
チャート、 第３図は位置信号選択の説明図、 第４図は位置補正の動作を示すフローチャート、第５図
は誤差補正の説明図、 第６図は従来例の構成を示すブロック図、第７図は位置
信号の受信を説明するための特性図、 第８図はフェージング発生時の位置信号の受信を説明す
るための特性図、 第９図はフェージング発生時の位置信号検出状態の説明
図である。 ］０　・・・　アンテナ ３０　・・・　ビーコン受信部 ３２　・・・　データ復調回路 ３４　・・・　キャリアレベル検出回路３６　・・・　
位置信号復調回路 ４０　・・・　ナビゲーション装置 ４２　・・・　距離センサ ４４　・・・　地磁気センサ ４６　・・・　地図データ記憶部 ４８−・・・　表示装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　車両に搭載され、道路側に設置された位置ビーコンか
   らの信号を受入れて位置ビーコン設置位置を示す位置信
   号を検出すると共に、この位置信号に基づいて車両位置
   を検出する車両位置検出装置において、 位置ビーコンから送信された信号を受信し、受信信号の
   レベルを検出する受信レベル検出手段と、検出した受信
   レベルを所定のしきい値と比較し、受信エリア内か否か
   を認識する受信エリア認識手段と、 車両の走行距離を検出する走行距離検出手段と、所定受
   信レベルが所定レベル以上となり、受信エリア内に進入
   した時点からの受信エリア内走行距離を算出するエリア
   内走行距離算出手段と、受信エリア内走行距離が所定範
   囲内である位置信号を選択する選択手段と、この選択手
   段によって選択される位置信号があった場合にはその位
   置信号を受信した地点によりビーコン位置を特定し、選
   択される位置信号がなかった場合にはエリア内走行距離
   が所定の値となった地点によりビーコン位置を特定する
   手段と、を有することを特徴とする車両位置検出装置。