JPS63313010A - 車両現在位置検出方式 - 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〉 この発明は車両現在位置検出方式に関し、さらに詳細に
いえば、道路交通網を走行する車両の現在位置を、走行
距離、および走行方位の積算値に基いて検出する新規な
車両現在位置検出方式に関する。

〈従来の技術〉 従来から、車両現在位置検出方式として、■　各時点に
おける走行距離、および走行方位を検出し、積算するこ
とにより現在位置を検出する方式、 ■　タクシ−等の営業車両を対象としたＡＶＭシステム
、および ■　ビーコン、サインポスト等を設置し、車両に向かっ
て位置情報等を放射するシステムが提案され、或は、実
用化されている。

さらに詳細に説明すると、上記■の方式は、走行距離検
出装置、走行方位検出装置、および積算装置を車両に搭
載しておくとともに、走行開始に当ってマニュアル操作
により初期設定を行なっておくことにより、常に現在位
置を検出し続けることができ、しかも道路交通網に沿っ
て特別な送受信装置を設置する必要がないのであるから
、システム全体として構成を簡素化することができるこ
とになる。

また、上記■■のシステムは、地上固定局側と車両側と
の間で比較的微弱な電波によるデータ伝送を行なわせ、
伝送データに基いて現在位置を検出することができる。

即ち、地上固定局に接続されたアンテナを道路交通網の
予め定められた所定位置に設置しておき、車両がアンテ
ナのそばを通過する場合に受信するデータに基いて現在
位置を検出することができ、上記アンテナの物理的設置
位置が予め正確に設定されているのであるから、現在位
置の検出精度を高めることができる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記■の方式においては、走行距離検出装置、。

および走行方位検出装置が必然的に有している誤差が走
行と共に累積されるのであるから、現在位置検出誤差が
走行距離と共に大きくなり、しかも、誤差の程度が全く
不明であるから、ある程度以上の走行を行なった後は、
正確な現在位置の検出が全く不可能になってしまうとい
う問題がある。

さらに詳細に説明すると、上記の現在位置検出方式にお
いては、道路の位置に関係なく現在位置を検出するよう
にしているのであるから、累積誤差の程度によっては、
道路から外れた位置を検出してしまうという問題がある
とともに、何れかの道路上の位置を検出している場合で
あっても実際に走行している道路上の位置であるという
保証が全くなく、実際には走行していない道路上の位置
を検出してしまう可能性があるという問題がある。

このような点を考慮して、走行距離、および走行方位に
基いて走行軌跡を得、ディジタル化された道路地図との
相関を算出することにより高精度の位置検出を行なうこ
とができるようなシステムが提案されているが、類似性
が高いパターンの道路が互に近接している場合には、依
然として現在位置検出精度を余り高めることができない
という問題がある。

このため、ある程度の距離の走行を行なった時点におい
て運転者がマニュアル操作を行、なうことにより、推測
現在位置を正確な現在位置に校正することが必要になり
、車両のスムーズな走行を継続させることができなくな
ってしまうのである。

さらに、マニュアル操作による較正を行なうのであるか
ら、地理不案内な場所では初期設定、或は、較正の何れ
をも正確には行なうことができないことになってしまう
。

また、上記■■のシステムにおいては、ＡＶＭ送信器、
ビーコン送信器等の設置が必須であるから、システムが
全体として複雑化するとともに、システムを構築するた
めに多大の費用がかかることになるという問題がある。

さらに詳細に説明すると、これらのシステムは、当初か
ら不連続な現在位置の検出を目的としているのであるか
ら、上記ＡＶＭ送信器、ビーコン送信器等の設置間隔を
余り大きくしすぎると、現在位置を検出してかから次の
現在位置を検出するまでの距離が長くなりすぎてしまい
、現在位置検出のためのシステムとしては到底実用に足
りるものとはなり得ないのである。そして、このような
問題、を解消するために設置間隔を小さくすると、設置
すべきＡＶＭ送信器、ビーコン送信器等の数が著しく増
加してしまい、システムが全体として著しく複雑化する
ので、システム構築、および保守点検に著しい手間がか
かってしまうという問題がある。

さらに、上記システムにおいては、電波によるデータ伝
送を行なうのであるから、他の電波との干渉、マルチパ
スフェーディング現象等によるデータ伝送品質の低下を
招き、現在位置検出精度が低下してしまうという問題も
ある。

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
システムの構築が簡単で、かつ現在位置検出精度を高く
することができる車両現在位置検出方式を提供すること
を目的としている。

く問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明の車両現在位置
検出方式は、車両の走行距離、および走行方位を計測し
、走行距離、および走行方位の積算値に基いて走行軌跡
を算出し、ディジタル化された道路地図との相関に基い
て推測現在位置を検出する車両現在位置検出方式であっ
て、道路交通網の所定位置に設置された車両感知器から
所定の超音波信号を放射し、車両に搭載した受信器にお
いて、上記超音波信号を受信し、超音波信号受信地点間
の距離、および方位を算出して、予め道路地図に対応し
て格納されている車両感知器同士の距離、および方位の
うち最も近似する車両感知器の設置位置を選択し、選択
された車両感知器位置に基いて車両の推ｎ１現在位置を
較正するものである。

但し、上記車両の走行距離は、車輪の回転数を積算する
ことにより得られるものであってもよい。

また、上記車両の走行方位は、地磁気センサからの出力
により得られるものであってもよく、或は、車輪の回転
数を積算することにより旋回角度を得、旋回角度を積算
して初期設定方位に加算することにより得られるもので
あってもよく、或は、車輪の回転数を積算することによ
り得られる旋回角度、および地磁気センサからの出力の
少なくとも一方に基いて得られるものであってもよい。

さらに、少なくとも一部の車両感知器から放射される超
音波信号は、固有の周期を有するパルス変調が施された
ものであってもよく、或は、固有の周波数を有する信号
に基く変調が施されたものであってもよく、或は、固有
の周波数を有する超音波信号であってもよい。

く作用〉 以上の車両現在位置検出方式であれば、車両の走行距離
、および走行方位を計測し、走行距離、および走行方位
の積算値に基いて走行軌跡を算出し、ディジタル化され
た道路地図との相関に基いて推Ａｌｌ現在位置を検出す
ることにより常時推測現在位置の検出を行ないながら車
両の走行を行なわせる場合において、道路交通網の所定
位置に設置された車両感知器から所定の超音波信号を放
射し続けているので、車両が車両感知器の近傍を通過す
る時点で、車両に搭載した受信器において、上記超音波
信号を受信し、超音波信号受信地点間の距離、および方
位を算出して、予め道路地図に対応して格納されている
車両感知器同士の距離、および方位のうち最も近似する
車両感知器の設置位置を選択し、選択された車両感知器
位置に基いて車両の現在位置を検出することができる。

そして、上記検出された現在位置に基いて推測現在位置
を較正し、以後は、走行距離、および走行方位の積算値
に基いて常時推測現在位置の検出を行ないながら車両の
走行を継続させることができる。

さらに詳細に説明すると、車両感知器は、主要幹線道路
に既に設置されており、しかも、設置位置同士の相対関
係は、本来交通管制のために設置されているのであるか
ら、設置位置に対応してほぼ固有のものとして把握する
ことができる。また、車両感知器は、かなり高い指向性
で超音波信号を放射しているので、各車両感知器の位置
を高精度に検出することができる。したがって、少なく
とも２個の車両感知器の設置位置同上の距離、および方
位を検出し、道路地図と共に予め格納されている車両感
知器同士の距離、および方位の内から最も近似するもの
を抽出し、抽出された車両感知器の設置位置に基いて車
両の現在位置を検出することができる。

そして、上記車両の走行距離が、車輪の回転数を積算す
ることにより得られるものである場合にも、上記と同様
の作用を達成することができる。

また、上記車両の走行方位が、地磁気センサからの出力
により得られるものである場合にも、或は、車輪の回転
数を積算することにより旋回角度を得、旋回角度を積算
して初期設定方位に加算することにより得られるもので
ある場合にも、或は、車輪の回転数を積算することによ
り得られる旋回角度、および地磁気センサからの出力の
少なくとも一方に基いて得られるものである場合にも、
上記と同様の作用を達成することができる。

そして、少なくとも一部の車両感知器から放射される超
音波信号が、固有の周期をＨするパルス変調である場合
にも、或は、固Ｈの周波数を有する信号に基く変調であ
る場合にも、或は、固有の周波数を有するものである場
合にも、上記と同様の作用を達成することができる。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図はこの発明の車両現在位置検出方式の一実施例を
示す概略図であり、車両（１）が走行する道路（２）に
近接させて支柱（３）を立設しているとともに、支柱（
３）の上端部に連結された支持部材（４）の所定位置に
超音波ヘッド（５）を取付けている。そして、上記支柱
（３）の所定位置に送受信装置（６）を設けているとと
もに、車両（１）のルーフに超音波受信マイク（７）を
取付け、車両（１）に搭載した受信装置Ｓ）と超音波マ
イク（７）とを接続している。さらに、第１図には図示
していないが、上記受信装置（８）から出力される固有
位置検出信号を入力とする現在位置推測装置か格納され
ている地図メモリが搭載されている。

第２図は道路交通網に対する車両感知器（Ａ）の設置位
置を説明する概略図であり、交通管制を主目的として設
置されているのであるから、交通渋滞が発生し易い箇所
の近傍に主として設置されており、走行軌跡によって少
なくとも２個の車両感知器同士の距離、方位が独自の値
ををすることになる。但し、対象とする車両感知器（Ａ
）の数が少なければ、類似する距離、方位を有する可能
性が高くなるが、対象とする車両感知器（Ａ）の数を増
加させれば、類似する距離、方位を有する可能性を著し
く減少させることができる。

第３図は上記送受信装置の電気的構成を示すブロック図
であり、クロック発生部（９）と、クロック発生部（９
）から出力されるクロック信号を入力として、周波数が
約２７ＫＨ２の信号を生成する周波数変換部００）と、
設置位置に固有の周期（例えば、４０〜５０　ｍ５ｅｃ
程度の周期）のパルス信号を生成するパルス生成部（１
１）と、パルス信号に基いて周波数が約２７ＫＨ２の信
号にパルス変調を施す変調部（１２）と、パルス変調信
号を所定レベルに増幅する増幅器（１３）と、増幅器（
１３）により増幅された変調信号が一方の巻線に供給さ
れ、他方の巻線に生成される信号を超音波ヘッドに供給
する入出カドランス（１４）と、入出カドランス（１４
）の一方の巻線に生成される受信信号を入力とする同調
増幅部（１５）と、同調増幅部（１５）から出力される
増幅信号を入力として、変調信号に対するパルスのずれ
を検出するパルスずれ検出部（１６）と、パルスずれ検
出信号に基いて車両（１）の有無を判別する判別部（１
７）とから構成されている。

尚、上記周波数変換部（１０）、パルス生成部（１１）
、変調部（１２）、パルスずれ検出部（１６）、および
判別部（１７）等については、マイクロプロセッサ等に
より構成することもできる。

第４図は上記受信装置（８）の電気的構成を示すブロッ
ク図であり、受信マイク（７）から出力される受信信号
を増幅する増幅器（１８）と、増幅された信号からノイ
ズ成分を除去するバンドパスフィルタ（１９）と、パン
ドパスフ′イルタ（１９）から出力される信号を入力と
する波形整形部（２０）、およびレベル判定部（２１）
と、波形整形部（２０）から出力される信号を入力とす
る周波数カウンタ（２２）と、予め車両検知器の設置箇
所、および設置箇所に対応する周波数カウント数データ
を格納しである位置メモリ（２３）と、上記レベル判定
部（２１）からのレベル判定信号を制御信号として、上
記周波数カウンタ（２２）からの出力信号、および位置
メモリ（２３）の内容とを比較するとともに、一致した
周波数カウント数データに対応する設置箇所データを出
力する論理演算部（２４）とから構成されている。

尚、上記周波数カウンタ（２２）、位置メモリ（２３）
、および論理演算部（２４）等についてはマイクロプロ
セッサ等により構成することもできる。

第５図は受信装置（８）、および現在位置推測装置の関
係を示す概略ブロック図であり、車輪周速センサ（２５
）から出力される信号を積算部（２Ｂ）において積算す
ることにより得られる走行距離データ、および地磁気方
位センサ（２７）から出力される信号を積算部（２８）
において積算することにより得られる走行方位データを
入力として、先行する位置データに対して所定の演算を
施すことにより推測走行軌跡データを生成し、ディジタ
ル化された道路地図データ、および車両感知器（Ａ）の
設置位置データが予め格納されている地図メモリ（３０
）から読出された道路パターンとの相関を算出して、最
も相関が高い道路上の位置として推測現在位置データを
生成する推測現在位置生成部（２９）を有している。そ
して、上記受信装置（８）から順次出力される２個の設
置箇所データを上記推７１Ｆ１現在位置生成部（２９）
に供給することにより、地図メモリ（３０）に格納され
ている車両感知器同士の相対位置関係に最も近似する車
両感知器（Ａ）を選択し、生成されている推ｈｐｊ現在
位置を上記選択された車両感知器（Ａ）の設置箇所デー
タで置換するようにしている。

上記の構成の車両現在位置検出システムの動作は次のと
おりである。

車両（１）が走行している間においては、車輪周速セン
サ（２５）、および地磁気方位センサ（２７）から出力
される信号をそれぞれ積算部（２Ｅｉ）（２８）により
積算して走行距離データ、および走行方位データを得、
両データに基いて推測現在位置生成部（２９）において
所定の演算を施すことにより推測走行軌跡データを生成
し、しかも、この推測走行軌跡データと、地図メモリ（
３０）に格納されている道路パターンとの相関を算出す
る。そして、相関が最も高い道路上の位置として推測現
在位置データを生成する。また、上記推測走行軌跡デー
タの生成、および推測現在位置データの生成を所定時間
間隔毎に行なうことにより、何れかの道路上の位置とし
て常時推測現在位置を検出し続けることができる。

また、上記送受信装置（６）においては、周波数変換部
００）により周波数が約２７ＫＨ７の信号を生成すると
ともに、パルス生成部（１１）により、設置位置に固有
の周期（例えば、４０〜５０１ｓｅｃ程度の周期）のパ
ルス信号を生成し、変１′＃部（１２）により、上記パ
ルス信号に基いて周波数が約２７ＫＨ２の信号にパルス
変調を施し、超音波ヘッド（５）を通して常時下向きに
超音波信号を放射している。そして、この超音波信号が
道路（２）、或は車両（１）により反射されるので、反
射された超音波信号を超音波ヘッド（５）により受信し
、同調増幅部（１５）において同調増幅施し、パルスず
れ検出部（１６）に供給することにより、変調信号に対
するパルスのずれを検出する。そして、パルスずれ検出
信号に基いて判別部（１７）において車両（１）の有無
を判別することができる。即ち、本来の車両検出動作を
行なわせることができ、交通萱制等を行なうための信号
として使用される。

また、上記のように道路上の位置として常時推測現在位
置の検出を行ないながら走行を継続している車両（１）
が超音波ヘッド（５）のほぼ直下に位置する状態におい
ては、上記超音波信号を受信マイク（７）により受信し
、超音波信号に対応する電気信号を生成することができ
る。そして、超音波信号に対応する電気信号は、増幅器
（１８）により増幅され、かつバンドパスフィルタ（１
９）によりノイズ成分が除去され、そのまま波形整形部
（２０）、およびレベル判定部（２１）に供給される。

上記波形整形部（２０）においては、人力信号に対する
波形整形が施されることにより矩形波信号が生成され、
そのまま周波数カウンタ（２２）に供給されることによ
り、周波数に対応するカウント数データが生成される、
また、上記レベル判定部（２１）においては、超音波信
号の受信レベルが所定レベル以上であるか否か、即ち、
超音波ヘッド（５）のほぼ直下に位置しているか否かが
判定され、所定レベル以上であると判定された場合に論
理演算部（２４）に対して制御信号を供給し、論理演算
を行なわせる。そして、論理演算部（２４）においては
、上記カウント数データを、位置メモリ（２３）に予め
格納されである複数個の周波数カウント数データと順次
比較し、一致する周波数カウント数データに対応する車
両検知器の設置箇所データを抽出し、車両現在位置検出
データとして出力することができる。尚、抽出される車
両現在位置検出データは１種類に限定されるものではな
く、複数種類のデータが抽出される可能性がある。

また、車両（１）は走行を継続しているのであるから、
ある程度の走行を行なえば、通常２個の車両感知器（Ａ
）に対応する設置箇所データを抽出し、時系列的な車両
現在位置検出データとして出力することができる。

したがって、上記時系列的な２個の車両現在位置検出デ
ータを推測現在位置生成部（２９）に供給することによ
り、両車両感知器同士の距離、および方位を算出し、地
図メモリ（３０）に格納されている位置データに基いて
算出される距離、および方位との相関を算出し、最も相
関が高い車両感知器（Ａ）の位置を車両現在位置データ
として抽出する。そして、それまで生成されていた推測
現在位置データを上記車両現在位置検出データで置換す
ることにより、誤差が殆ど存在しない車両現在位置を得
ることができる。

また、上記の説明から明らかなように、車両検知器は、
少なくとも主要幹線道路に既に設置されているのである
から、各車両検知器に対して固有の周期を有するパルス
変調を施し得るようにするだけでよく、必要とされる手
間を著しく低減させることができる。但し、全ての車両
検知器に対して上記の構成を具備させる必要はなく、比
較的狭い範囲に複数個の車両検知器が設置されている場
合には、何れか１個′に対してのみ上記の構成を具備さ
せておくだけで充分である。

さらに、道路網によっては、車両検知器の設置がまばら
になってしまうことがあるが、ある程度走行を行なうこ
とにより、非常に高い確率で車両検知器の直下を通過す
ることになるので、特に不都合はない。しかも、車両（
１）が、各時点における走行距離、および走行方位を積
算することにより、推測現在位置検出動作を継続的に行
なうものである場合には、車両検知器の直下に位置して
いない場合でもある程度の精度で現在位置を検出するこ
とができ、しかも、車両検知器の直下を通過する時点で
正確な現在位置を検出し、推測現在位置の較正を行なう
ことができるので、走行状態の如何に拘わらず、ある程
度以上の精度で車両現在位置の検出動作を継続させるこ
とができる。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えばパルス変調を施した超音波信号を放射する代わ
りに、車両検知器の設置位置に固有の周波数の信号に基
いて振幅変調、周波数変調等を施した超音波信号を放射
することが可能である他、固有の周波数を有する超音波
信号を放射することが可能であり、また、全ての車両感
知器から互に同一の超音波信号を放射することが可能で
ある他、走行距離の検出、走行方位の検出を種々のセン
サにより行なうことが可能であり、その他、この発明の
要旨を変更しない範囲内において種々の設計変更を施す
ことが可能である。

〈発明の効果〉 以上のようにこの発明は、車両側において、走行距離、
および走行方位に基いて常時推ハ１走行軌跡を検出し、
かつ道路パターンに対する相関を算出して最も相関が高
い道路上の位置として推測現在位置を検出しながら走行
させ続けるとともに、少なくとも主要幹線道路に設置さ
れている車両検知器から、設置位置固有の超音波信号を
放射し、車両側においては、固有の超音波信号を受信し
て特徴を抽出することにより現在位置を検出して推ａｌ
ｌ現在位置の較正を行なうようにしているので、システ
ム構築を簡単に行なうことができるとともに、超音波信
号の高い指向性に基いて正確な位置較正動作を行なわせ
ることができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は車両検知器と車両との関係を示す概略図、 第２図は道路交通網に対する車両感知器設置位置を示す
概略図、 第３図はこの発明における車両検知器側の送受ｆｃｉ装
置の電気的構成の一例を示すブロック図、第４図はこの
発明における車両側の受信装置の電気的構成の一例を示
すブロック図、 第５図は受信装置、および現在位置推ハ１装置の関係を
示す概略ブロック図。 （１）・・・車両、（５）・・・超音波ヘッド、（６）
・・・送受信装置、■・・・受信マイク、（８）・・・
受信装置、（１２）・・・変調部、（２９）・・・推測
現在位置生成部、（３０）・・・地図メモリ、特許出願
人　　住友電気工業株式会社 （ほか３名） 第１図 ム 第２図 手　　続　　補　　正　　書（自発） 昭和６２年１１月１６８ １、事件の表示 昭和６２年特許願第１４８６３６号 ２、発明の名称 車両現在位置検出方式 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 代表者　　川　　上　　哲　　部 ４、代理人 ６、補正の対象 明細書中、発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 （１）明細書中、第６頁第１７行の「較正」を「較正」
と訂正する。 を加入する。 （３）同書中、第２３頁第９行の「設置位置面白゛の」
を削除する。 （４）同書中、第２３頁第１０行の「固ａの」を削除す
る。 （５）同書中、第２３頁第１１行の「特徴を抽出」を「
受信地点間の距離、および方位を算出」と訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車両の走行距離、および走行方位を計測し、走行距
   離、および走行方位の積算値に基いて走行軌跡を算出し
   、ディジタル化された道路地図との相関に基いて推測現
   在位置を検出する車両現在位置検出方式であって、道路
   交通網の所定位置に設置された車両感知器から所定の超
   音波信号を放射し、車両に搭載した受信器において、 上記超音波信号を受信し、超音波信号受信地点間の距離
   、および方位を算出して、予め道路地図に対応して格納
   されている車両感知器同士の距離、および方位のうち最
   も近似する車両感知器の設置位置を選択し、選択された
   車両感知器位置に基いて車両の推測現在位置を較正する
   ことを特徴とする車両現在位置検出方式。 ２、車両の走行距離が、車輪の回転数を積算することに
   より得られる上記特許請求の範囲第１項記載の車両現在
   位置検出方式。 ３、車両の走行方位が、地磁気センサからの出力により
   得られる上記特許請求の範囲第１項記載の車両現在位置
   検出方式。 ４、車両の走行方位が、車輪の回転数を積算することに
   より旋回角度を得、旋回角度を積算して初期設定方位に
   加算することにより得られる上記特許請求の範囲第１項
   記載の車両現在位置検出方式。 ５、車両の走行方位が、車輪の回転数を積算することに
   より得られる旋回角度、および地磁気センサからの出力
   の少なくとも一方に基いて得られる上記特許請求の範囲
   第１項記載の車両現在位置検出方式。 ６、少なくとも一部の車両感知器から放射される超音波
   信号が、固有の周期を有するパルス変調が施されたもの
   である上記特許請求の範囲第１項から第５項の何れかに
   記載の車両現在位置検出方式。 ７、少なくとも一部の車両感知器から放射される超音波
   信号が、固有の周波数を有する信号に基く変調が施され
   たものである上記特許請求の範囲第１項から第５項の何
   れかに記載の車両現在位置検出方式。 ８、少なくとも一部の車両感知器から放射される超音波
   信号が、固有の周波数を有する超音波信号である上記特
   許請求の範囲第１項から第５項の何れかに記載の車両現
   在位置検出方式。