WO2015115405A1 - 位置測定方法、自己位置測定装置及び車載器 - Google Patents

位置測定方法、自己位置測定装置及び車載器 Download PDF

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近藤　一海
英明 村田
哲也 安達
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三菱重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a position measurement method, a self-position measurement device, and an on-vehicle device.
  • a wireless communication device installed at each billing point communicates with a wireless communication device provided in a vehicle passing through the point, or by reading a vehicle license plate or the like with a camera installed on the roadside.
  • a method of recognizing that the vehicle has passed the point and charging is widely used.
  • the position of the vehicle is measured using a global navigation satellite system (GNSS) and the passage of the charging point is determined by comparing the position information with the map information to which the charging point information is added.
  • GNSS global navigation satellite system
  • Patent Document 1 describes a method of receiving a signal from a sequential zenith satellite using a receiver mounted on an on-vehicle device and measuring an accurate position of the vehicle.
  • the interior of the vehicle in which the vehicle-mounted device is installed has an environmental temperature higher than that of a general industrial product, and can be 80 ° C. or higher.
  • the influence of vibrations caused by running of the vehicle or starting and stopping on the equipment of the vehicle is great.
  • in-vehicle devices for next-generation road billing systems the configuration of equipment is complicated to obtain accurate position information, and the number of parts and modules is greatly increased. For these reasons, in the next-generation road billing system, there is a high risk of failure of equipment mounted on the vehicle.
  • a device fails, for example, if a receiver that receives a signal from a GNSS satellite fails, accurate vehicle location information cannot be obtained, and appropriate charging cannot be performed.
  • the present invention provides a position measurement method, a self-position measurement device, and an in-vehicle device that can solve the above-described problems.
  • the vehicle position measuring method includes a step of determining whether or not the position information of the host vehicle can be acquired from the outside with a predetermined quality, and the position information is acquired with a predetermined quality.
  • the method includes a step of acquiring position information of surrounding vehicles existing in the information acquisition possible area of the own vehicle, and a step of replacing the acquired position information of surrounding vehicles with the position information of the own vehicle.
  • the position measuring method acquires a plurality of position information of the surrounding vehicles by communication, and the received radio waves in the communication used for the acquisition and the acquired plurality of position information.
  • the position information of the host vehicle is calculated from the strength.
  • the position measurement method in the process of acquiring the position information of the surrounding vehicle, the position measurement method further acquires information indicating the reliability of the position information, and the position information of the host vehicle is predetermined. If it is determined that the information cannot be acquired with the quality of the vehicle, the position information with higher reliability than the own vehicle is selected from the position information of the surrounding vehicles.
  • the position measurement method in the process of acquiring the position information of the surrounding vehicle, the position measurement method further acquires information indicating the reliability of the position information, and the position information of the host vehicle is predetermined. And calculating the position information by adding weights to the position information of the host vehicle and the surrounding vehicles and replacing the position information with the position information of the host vehicle.
  • the quality is determined based on the presence / absence of communication abnormality in acquiring the position information from the outside.
  • the quality determination is performed based on whether there is an abnormality in the data acquired from the outside.
  • the quality is determined by the position indicated by the position information recorded when the engine of the host vehicle is stopped and the position indicated by the position information estimated when the engine is started. This is done depending on whether or not there is a divergence over a predetermined level.
  • the determination of the quality is performed by estimating the position of the host vehicle based on the position information acquired from the outside and the position of the host vehicle estimated from the acquired position information of surrounding vehicles. And whether or not they are more than a predetermined difference.
  • a ninth aspect of the present invention there is a difference between the displacement at a predetermined time of the position information of the own vehicle acquired from the outside and the displacement at the predetermined time measured by a sensor included in the own vehicle. It is performed depending on whether or not it is a predetermined value or more.
  • the self-position measuring device includes a failure monitoring unit that determines whether or not the position information of the own vehicle has been acquired from the outside with a predetermined quality, and the position information is acquired with a predetermined quality.
  • the surrounding vehicle position acquisition unit that acquires the position information of the surrounding vehicle existing in the information acquisition area of the own vehicle, and the position that estimates the position information of the own vehicle from the acquired position information of the surrounding vehicle An estimation processing unit.
  • the surrounding vehicle position acquisition unit acquires a plurality of pieces of position information of the surrounding vehicles by communication, and the acquired plurality of position information and the acquisition
  • a radio wave intensity position calculating unit that calculates position information of the host vehicle from the received radio wave intensity in each communication used in the above.
  • the self-position measuring device acquires information indicating the reliability of the position information of the surrounding vehicle, and the position having higher reliability than the own vehicle from the position information of the surrounding vehicle.
  • a reliability level check unit for selecting information is provided.
  • the reliability level check unit obtains a weight according to the reliability level, and calculates the position information by adding the weight to the position information of the host vehicle and the surrounding vehicles. .
  • the failure monitoring unit determines the quality based on the presence / absence of communication abnormality in acquiring the position information from the outside.
  • the failure monitoring unit determines the quality based on whether there is an abnormality in the data acquired from the outside.
  • the failure monitoring unit determines the quality by the position indicated by the position information recorded when the engine of the host vehicle is stopped and the position estimated when the engine is started. This is performed depending on whether or not the position indicated by the information deviates more than a predetermined amount.
  • the failure monitoring unit estimates the quality determination from the position of the host vehicle estimated based on the position information acquired from the outside and the acquired position information of the surrounding vehicle. The position of the subject vehicle is compared, and it is determined by whether or not they are more than a predetermined distance.
  • the failure monitoring unit measures the quality determination using a displacement of the position information of the host vehicle acquired from the outside in a predetermined time and a sensor included in the host vehicle. This is performed depending on whether or not the deviation from the displacement is greater than or equal to a predetermined value.
  • the vehicle-mounted device includes the self-position measuring device that measures the current position of the host vehicle by any one of the position measuring methods described above.
  • the position of the vehicle can be measured even if a component of the vehicle-mounted device breaks down.
  • FIG. 1 is a functional block diagram of the self-position measuring apparatus according to the first embodiment.
  • the self-position measuring device 1 of this embodiment includes a failure monitoring unit 10, a position detection unit 20, a movement amount estimation processing unit 30, a position estimation processing unit 40, a billing processing unit 50, A surrounding vehicle position acquisition unit 60, a communication unit 70, a storage unit 80, and an IC card reader 90 are provided.
  • the failure monitoring unit 10 determines whether there is an abnormality in the position detection unit 20 based on whether or not the position information of the host vehicle has been acquired from the outside with a predetermined quality, and if there is an abnormality, performs a temporary position detection.
  • the peripheral vehicle position acquisition unit 60 is instructed.
  • the outside is a GNSS satellite, and the failure monitoring unit 10 determines whether the GNSS receiver 21 can normally receive a signal from the satellite.
  • the position detection unit 20 acquires information necessary for estimating the position information of the host vehicle by using various sensors.
  • the position detection unit 20 includes a GNSS receiver 21, an acceleration sensor 22, a gyro sensor 23, and an orientation sensor 24.
  • the GNSS receiver 21 receives a signal including position information transmitted from a GNSS artificial satellite and outputs the position information to the position estimation processing unit 40.
  • the acceleration sensor 22 detects the acceleration of the vehicle and outputs it to the movement amount estimation processing unit 30.
  • the gyro sensor 23 detects the angular velocity of the vehicle and outputs it to the movement amount estimation processing unit 30.
  • the azimuth sensor 24 detects the azimuth in the traveling direction of the vehicle and outputs it to the movement amount estimation processing unit 30.
  • the positioning by the GNSS receiver 21 is not always effective. For example, signals are often not received in tunnels or underground, and in high-rise buildings, the signals are reflected by high-rise buildings, and positioning errors are likely to occur.
  • the acceleration sensor 22 and the like do not require an external signal, but errors tend to accumulate when the position is estimated by integrating information acquired from the acceleration sensor 22 and the like.
  • the current position of the vehicle is calculated by combining the position information obtained by GNSS and the method of calculating the amount of movement from the previous position using information acquired by other sensors and accumulating the amount of movement to estimate the current position. Estimate the position.
  • the movement amount estimation processing unit 30 calculates a movement amount such as a travel distance and a traveling direction of the vehicle in a predetermined period based on information such as acceleration and angular velocity acquired from each sensor periodically.
  • the position estimation processing unit 40 adds the movement amount calculated by the movement amount estimation processing unit 30 to the position information obtained from the GNSS acquired from the GNSS receiver 21, estimates the current position of the host vehicle, and charges the position information.
  • the billing processing unit 50 identifies the travel route of the vehicle based on the position information calculated by the position estimation processing unit 40, compares the travel information with map information including information on the billing point and the area to be charged, The billing amount is calculated by a predetermined method.
  • the surrounding vehicle position acquisition unit 60 acquires position information of surrounding vehicles using wireless communication means when the failure monitoring unit 10 detects an abnormality / failure of the position detection unit 20.
  • the communication unit 70 performs data communication between the host vehicle and another device.
  • the communication unit 70 includes a public line communication unit 71, a wireless LAN 72, and a DSRC (Dedicated Short Range Communications) 73.
  • the public line communication unit 71 is, for example, a mobile phone and transmits the charging information calculated by the charging processing unit 50 to the management center of the road charging system via the mobile phone network, or from the management center to the charging table, map information, etc. Receive.
  • the wireless LAN 72 is a communication means using a wireless LAN. When the failure monitoring unit 10 detects an abnormality in the position detection unit 20, the wireless LAN 72 is used by the surrounding vehicle position acquisition unit 60 inquiring position information from the surrounding vehicle and acquiring position information from the surrounding vehicle.
  • the DSRC 73 is a communication means based on the DSRC method.
  • the DSRC 73 communicates with an antenna installed on the roadside of the billing point by the DSRC method, and receives identification information of a place where the antenna is installed.
  • the information received by the DSRC 73 is transmitted to the management center of the road billing system via the public line communication unit 71, for example, and billing processing is performed. In the road billing system of this embodiment, not only billing by position information using GNSS and sensors but also billing by DSRC is performed.
  • the storage unit 80 stores map information, a billing table, and the like received from the management center.
  • the IC card reader 90 is an IC card reader mounted on the self-position measuring device.
  • the IC card reader 90 performs security processing such as read / write processing and authentication processing of a billing IC card.
  • the failure monitoring unit 10, the movement amount estimation processing unit 30, the position estimation processing unit 40, the billing processing unit 50, and the surrounding vehicle position acquisition unit 60 are programmed by a CPU (Central Processing Unit) provided in the self-position measurement device 1. It is a function provided by execution.
  • CPU Central Processing Unit
  • FIG. 2 is a process flow diagram of the positioning method for the host vehicle in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the positioning method for the host vehicle in the first embodiment of the present invention.
  • the own vehicle positioning method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the host vehicle 100 starts positioning of the current position by a predetermined operation in the host vehicle 100 (step S1). For example, when the GNSS receiver 21 can satisfactorily receive a signal from a satellite, the position estimation processing unit 40 acquires the position information received from the satellite by the GNSS receiver 21 every predetermined time, and the position information is automatically acquired.
  • the current position information of the vehicle 100 may be used.
  • the movement amount estimation processing unit 30 calculates the movement amount from the position where the signal from the satellite was last received by a known technique. Then, the position estimation processing unit 40 may add the movement amount to the position information last received from the satellite to obtain the current position information of the host vehicle 100. Further, when the host vehicle 100 passes a point where the roadside antenna is installed, the position estimation processing unit 40 uses the antenna identification information obtained by the DSRC 73 by wireless communication to store the antenna stored in the storage unit 80.
  • the current position of the host vehicle 100 may be estimated by referring to map information including the position information and adding the position information of the passing point specified thereby to the position information obtained by other means.
  • the failure monitoring unit 10 determines whether or not an abnormality has occurred in the GNSS receiver 21 based on the quality of the position information acquired by the GNSS receiver 21 (step S2). For example, if there is an abnormality in the data received by the GNSS receiver 21, the failure monitoring unit 10 may determine that the quality of the position information is inferior and an abnormality has occurred in the GNSS receiver 21. Further, the failure monitoring unit 10 may determine that an abnormality has occurred in the GNSS receiver 21 if there is a communication abnormality in receiving a signal by the GNSS receiver 21.
  • the communication abnormality means, for example, a case where the GNSS receiver 21 cannot receive a signal for a predetermined time.
  • a method for determining whether or not an abnormality has occurred in the GNSS receiver 21 due to a communication abnormality may be performed as follows, for example.
  • the quality prediction information indicating the prediction of the quality of the signal that can be received from the satellite is added to the map information stored in the storage unit 80, and the failure monitoring unit 10 reads the quality prediction information at the current estimated position from the storage unit 80.
  • the failure monitoring part 10 performs abnormality determination of the GNSS receiver 21 due to communication abnormality only when the quality prediction information can be determined to be good compared to a predetermined standard.
  • quality prediction information indicating that the quality of the received signal is inferior is added to the position indicating the tunnel of the map information, and the position information and movement amount estimation processing received from the previous GNSS by the position estimation processing unit 40 It is assumed that the current position estimated based on the subsequent movement amount calculated by the unit 30 indicates the tunnel. In that case, the failure monitoring unit 10 reads out the quality prediction information of the current position added to the map information using the estimated current position from the storage unit 80, and compares the predetermined reference value with the quality prediction information. When it can be determined that the predicted quality of the received signal at the current position is inferior, it may not be determined that an abnormality has occurred in the GNSS receiver 21 even if the GNSS receiver 21 cannot receive the signal for a predetermined time.
  • the position estimation processing unit 40 records the estimated position at that time in the storage unit 80, and when the engine is started again, the current position estimated by the position estimation processing unit 40 and the engine stop If the position recorded sometimes deviates by a predetermined distance or more, the failure monitoring unit 10 may determine that the quality of the position information is inferior and the GNSS receiver 21 is abnormal. In addition, it is within a predetermined period that the displacement between the position information based on the signal received this time and the position information received from the previous satellite, for example, deviates more than a predetermined distance compared to the displacement between them calculated by the movement amount estimation processing unit 30. If it occurs more than a predetermined number of times, the failure monitoring unit 10 may determine that the quality of the position information is poor and an abnormality has occurred in the GNSS receiver 21.
  • step S2 No
  • the surrounding vehicle position acquisition unit 60 acquires the instruction signal, it transmits a position information request signal 301 via the wireless LAN 72 (step S3). Then, the surrounding vehicle 200 existing in the information acquirable area receives the position information request signal transmitted by the host vehicle 100.
  • the surrounding vehicle 200 that has received the signal is provided with means for estimating the current position in the same manner as the own vehicle 100, and the response signal 302 including the current estimated position information of the surrounding vehicle 200 estimated by the means is sent to the own vehicle 100.
  • Send Alternatively, when the surrounding vehicle 200 receives the position information request signal 301 from the own vehicle 100, the surrounding vehicle 200 may re-receive the latest position information from the satellite and transmit the answer signal 302 to the own vehicle 100. And the own vehicle 100 receives the reply signal 302 with respect to the positional information request signal containing positional information from the surrounding vehicle 200 via wireless LAN72 (step S4).
  • the surrounding vehicle position acquisition unit 60 acquires the position information and records it in the storage unit 80 instead of the position information of the host vehicle received from the GNSS receiver 21 satellite (step S5). After that, the position estimation processing unit 40 adds the movement amount calculated by the movement amount estimation processing unit 30 to the position information recorded by the surrounding vehicle position acquisition unit 60 in the same manner as the current position estimation method in the normal time. 100 current positions are estimated. This processing flow is completed.
  • the GNSS receiver 21 even when the GNSS receiver 21 breaks down due to high temperature or vibration, it is possible to estimate the position of the own vehicle from the position information owned by the surrounding vehicle. Thereby, even if the GNSS receiver is out of order, the billing process can be performed.
  • the failure monitoring unit 10 periodically acquires position information from the surrounding vehicle 200 via the wireless LAN 72. Then, the failure monitoring unit 10 compares the acquired position information with the position information estimated by the position estimation processing unit 40. If the failure monitoring unit 10 is separated by a predetermined distance or more, the failure monitoring unit 10 causes an abnormality in the GNSS receiver 21. It is determined that In addition, when there is one peripheral vehicle 200, it is possible that a GNSS receiver mounted on the other vehicle is out of order. Therefore, it is preferable to acquire position information from a plurality of peripheral vehicles 200.
  • the difference between the positioning results when the engine of the host vehicle 100 is stopped and the subsequent start is used as a criterion for failure determination.
  • the position estimation processing unit 40 while the vehicle is stopped by pulling the side brake. If the current position is continuously measured and a change in the current position is confirmed, it can be determined that a failure has occurred. Similarly, when a change in the current position calculated by the position estimation processing unit 40 is confirmed in a state where there is no change in the output value of the acceleration sensor or the gyro sensor, it can be determined that there is a failure.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of the self-position measuring apparatus according to the second embodiment.
  • the self-position measuring apparatus 1 according to the present embodiment includes a radio wave intensity position calculating unit 61, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.
  • the radio wave intensity position calculation unit 61 according to the present embodiment uses the position information of each of the plurality of surrounding vehicles 200 included in the answer signals received from the plurality of surrounding vehicles 200 and the received radio wave intensity of the answer signal, and The current position is calculated.
  • the radio wave intensity position calculating unit 61 is a function provided when the CPU provided in the self-position measuring device 1 executes a program.
  • FIG. 5 is a process flow diagram of the positioning method for the host vehicle in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a positioning method for the host vehicle in the second embodiment of the present invention.
  • the own vehicle positioning method in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
  • steps S1 to S3 are the same as those in the first embodiment. That is, when the failure monitoring unit 10 determines that an abnormality has occurred in the GNSS receiver 21, the surrounding vehicle position acquisition unit 60 transmits the position information request signals 301-1, 301-2, and 301-3.
  • the host vehicle 100 receives response signals 302-1, 302-2, and 302-3 including position information from at least three neighboring vehicles 200-1, 200-2, and 200-3. .
  • the answer signal received by the surrounding vehicle position acquisition unit 60 via the wireless LAN 72 is output to the radio wave intensity position calculation unit 61.
  • the radio wave intensity position calculation unit 61 acquires the radio wave intensity of the answer signals 302-1, 302-2, and 302-3 received from the surrounding vehicles 200 detected by the wireless LAN 72 from the wireless LAN 72. Then, the radio wave intensity position calculating unit 61 estimates the current position of the vehicle 100 from the acquired position information and radio wave intensity using triangulation or the like (step S11).
  • the method for estimating the current position may be, for example, the following method.
  • the storage unit 80 stores a table that prescribes the relationship between the radio LAN signal strength of the wireless LAN and the distance from the partner vehicle when an answer signal is received with the signal strength.
  • the radio wave intensity position calculating unit 61 reads distance information corresponding to each acquired radio wave intensity from this table.
  • the radio wave intensity position calculation unit 61 draws a circle whose radius is the length indicated by the distance information read centered on the position indicated by the position information acquired from each of the surrounding vehicles 200-1, 200-2, 200-3. The intersections of all the circles are obtained and the current position of the host vehicle 100 is estimated.
  • the current position may be estimated by a predetermined method, such as using the center of gravity of a polygon connecting the intersections of a plurality of circles as the current position of the host vehicle 100.
  • the radio wave intensity position calculation unit 61 outputs the position information to the surrounding vehicle position acquisition unit 60, and the surrounding vehicle position acquisition unit 60 outputs the position information to the GNSS.
  • the receiver 21 records in the storage unit 80 instead of the position information received from the satellite (step S5).
  • the subsequent positioning method is the same as in the first embodiment. This processing flow is completed.
  • the present embodiment it is possible to perform positioning with higher accuracy by estimating the current position of the host vehicle using position information of a plurality of surrounding vehicles. Thereby, even if the GNSS receiver is out of order, the billing process can be performed based on the more accurate travel route and stay position information of the vehicle.
  • FIG. 7 is a functional block diagram of the self-position measuring apparatus according to the third embodiment.
  • the self-position measuring apparatus 1 according to the present embodiment includes a reliability level check unit 62, and other configurations are the same as those of the second embodiment.
  • the reliability level check unit 62 of the present embodiment evaluates the reliability of the position information received from the surrounding vehicle 200 according to the reliability level information included in the answer signal.
  • the reliability level check unit 62 compares the reliability level of positioning in the own vehicle 100 with the reliability level acquired from the surrounding vehicle 200 when the failure monitoring unit 10 of the own vehicle 100 does not detect an abnormality. Then, the reliability level check unit 62 determines the position estimated using the position information acquired from the surrounding vehicle 200 and the received radio wave intensity only when the reliability level acquired from the surrounding vehicle 200 is equal to or higher than the reliability level of the own vehicle. Adopted as position information of own vehicle.
  • the reliability level check unit 62 is a function provided when the CPU provided in the self-position measuring device 1 executes a program.
  • FIG. 8 is an example of a position information reliability level table used in the third embodiment of the present invention.
  • the reliability level of position information used in this embodiment will be described with reference to FIG.
  • the value in the “reliability level” column of the table illustrated in FIG. 8 indicates the reliability of the position information transmitted by each surrounding vehicle 200. The larger this value is, the higher the reliability is.
  • Each peripheral vehicle 200 transmits the reliability level of the position information to the own vehicle 100 together with its own position information.
  • the value in the “content” column describes the measurement technique corresponding to the reliability level. In the example of FIG.
  • the method of positioning by combining the position information obtained by receiving the signal from the GNSS and the movement amount based on the measurement value by the acceleration sensor or the gyro sensor has the reliability level of “2” and is the most reliable. high.
  • the reliability level is “1”.
  • the reliability level is “1” even when the GNSS receiver 21 is provided, the reliability level is “1” even when the GNSS receiver 21 is malfunctioning and positioning is performed using only a DSRC or an acceleration sensor.
  • the reliability level of the position information that can be acquired from the vehicle is “0”.
  • the position information by the vehicle having the reliability level “0” is, for example, position information that the vehicle has periodically acquired from the other surrounding vehicles 200 via the wireless LAN.
  • the reliability level check unit 62 of the own vehicle 100 reads the table illustrated in FIG. 8 from the storage unit 80, evaluates the reliability level information acquired from the surrounding vehicle 200 based on this table, and Whether to estimate the position of the host vehicle 100 using the position information acquired from the vehicle 200 is determined.
  • FIG. 9 is a process flow diagram of the positioning method for the host vehicle in the third embodiment of the present invention.
  • a positioning method of the host vehicle 100 in the present embodiment will be described with reference to FIG. First, steps S1 to S3 are the same as those in the second embodiment. That is, when the failure monitoring unit 10 determines that an abnormality has occurred in the GNSS receiver 21, the surrounding vehicle position acquisition unit 60 transmits a position information request signal.
  • the radio wave intensity position calculation unit 61 obtains response signals and radio wave intensity from the three or more neighboring vehicles 200 from the wireless LAN 72.
  • the answer signal includes reliability level information in addition to the position information of each vehicle, and the radio wave intensity position calculation unit 61 includes the position information, radio wave intensity, and reliability included in the acquired answer signal.
  • the level is output to the reliability level check unit 62 (step S4).
  • the radio wave intensity position calculation unit 61 calculates the position information of the host vehicle 100 as in the second embodiment (step S11), and the surrounding vehicle position acquisition unit 60 uses the position information as the position information of the host vehicle 100.
  • the GNSS receiver 21 records it in the storage unit 80 instead of the position information received from the satellite (step S5).
  • step S12 No
  • the reliability level check unit 62 outputs an error signal to the surrounding vehicle position acquisition unit 60, The processing from step S4 is repeated. This processing flow is completed.
  • the above-described method may be used when answer signals can be received from many neighboring vehicles 200, but answer signals cannot be obtained from neighboring vehicles 200 having positioning means of a desired reliability level or higher, such as when there are few traveling vehicles. It is also possible. In such a case, even if the reliability level is low, the current position of the host vehicle 100 may be estimated using the position information.
  • the table illustrated in FIG. 8 includes weighting information for each reliability level, and is not compared with the reliability level of the positioning means included in the host vehicle 100 in step S12 of the processing flow of FIG. In S11, the reliability level check unit 62 may calculate the position information in consideration of weighting.
  • a “weighting” column is added to the table illustrated in FIG. 8. If the reliability level is “2”, the weight is “3”, and if the reliability level is “1”, the weight is “1”. If the degree level is “0”, the weight is set to “0”. Further, it is assumed that there are only two surrounding vehicles, and the own vehicle 100 acquires position information and a reliability level from each of the two surrounding vehicles. Further, it is assumed that the reliability levels of the acquired surrounding vehicles are “2” and “1”, respectively. In this case, first, the reliability level check unit 62 acquires each answer signal from the surrounding vehicle position acquisition unit 60. The reliability level check unit 62 reads weighting information corresponding to the reliability level included in each signal from the above table.
  • the reliability level check unit 62 estimates the current position using the position information included in the answer signal.
  • the current position estimated by the position information (weighting “3”) with the reliability level “2” is “A”
  • the current position estimated by the position information (weighting “1”) with the reliability level “1”. Is “B”.
  • the reliability level check unit 62 equally divides the straight line connecting “A” and “B” into 4 (3 + 1) using the weighting information, and sets the point closest to the position “A” among those points to the current position. May be estimated.
  • the point that is newly estimated as the current position is a distance of “1: 3” from “A” and “B”, and is a position that reflects the weight of the reliability level for the position information estimated by the two neighboring vehicles.
  • the reliability level check unit 62 outputs the position information to the surrounding vehicle position acquisition unit 60, and the surrounding vehicle position acquisition unit 60 stores the estimated position information instead of the position information received from the satellite by the GNSS receiver 21. Part 80 is recorded.
  • the above self-position measuring apparatus has a computer inside.
  • Each process of the self-position measuring apparatus described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above process is performed by the computer reading and executing the program.
  • the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like.
  • the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.
  • the program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement
  • the means for acquiring the position information from the surrounding vehicle may be other wireless communication means instead of the wireless LAN.
  • the position of the vehicle can be measured even if a component of the vehicle-mounted device breaks down.

Abstract

　車両の位置測定方法は、自車両の位置情報が所定の品質で外部から取得できたか否かを判定する過程と、所定の品質で前記位置情報が取得できないと判定した場合に自車両の情報取得可能領域内に存在する周辺車両の位置情報を取得する過程と、取得した周辺車両の位置情報を自車両の位置情報に置き換える過程と、を有する。

Description

位置測定方法、自己位置測定装置及び車載器
　本発明は、位置測定方法、自己位置測定装置及び車載器に関する。
　本願は、２０１４年１月２８日に、日本に出願された特願２０１４－０１３２４８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　道路課金システムでは、課金地点ごとに設置された無線通信装置とその地点を通過する車両に備えられた無線通信装置とが通信したり、路側に設置したカメラで車両のナンバープレート等を読み取ることによって車両がその地点を通過したことを認識し課金する方式が広く用いられている。その他にも、全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて車両の位置を測位し、その位置情報を課金地点の情報を付加した地図情報と比べて課金地点の通過を判定し課金する方法なども存在する。
　また、次世代道路課金システムでは、ＧＮＳＳによる測位と車両に備わる加速度センサ等を用いた自律的な測位方法とを組み合わせて車両位置を推定し、車両の走行経路や特定エリア内での滞在時間等に基づいて課金する仕組みが検討されている。この次世代道路課金システムを実現するためには、車両の正確な位置情報を把握する必要がある。例えば特許文献１には、順天頂衛星からの信号を車載器に搭載した受信機を用いて受信し、車両の正確な位置を測定する方法について記載がある。
特開２０１３－１０１０１３号公報
　車載器が設置される車内は一般的な工業製品と比較して環境温度が高く、８０℃以上にもなり得る。また、車両の走行、又は発車及び停止による振動が車両の設備機器に与える影響も大きい。また、次世代道路課金システム向け車載器では正確な位置情報を取得するために機器の構成が複雑になり部品やモジュール数が大幅に増加している。これらのことから、次世代道路課金システムでは、車両に搭載する機器類の故障リスクが高くなっている。
　機器が故障した場合、例えばＧＮＳＳの衛星からの信号を受信する受信機が故障すれば、正確な車両の位置情報を得ることができないため、適切な課金を行うことができなくなる。
　本発明は、上述の課題を解決することのできる位置測定方法、自己位置測定装置及び車載器を提供する。
　本発明の第１の態様によれば、車両の位置測定方法は、自車両の位置情報を所定の品質で外部から取得できた否かを判定する過程と、所定の品質で前記位置情報が取得できなかったと判定した場合に自車両の情報取得可能領域内に存在する周辺車両の位置情報を取得する過程と、取得した周辺車両の位置情報を自車両の位置情報に置き換える過程と、を有する。
　本発明の第２の態様によれば、前記位置測定方法は、前記周辺車両の位置情報を通信にて複数取得し、前記取得した複数の位置情報と前記取得に用いたそれぞれの通信における受信電波強度とから自車両の位置情報を算出する。
　本発明の第３の態様によれば、前記位置測定方法は、前記周辺車両の位置情報を取得する過程では、さらに当該位置情報の信頼度を示す情報を取得し、自車両の位置情報が所定の品質で取得できないと判定した場合に、周辺車両の位置情報から、自車両以上に信頼度の高い位置情報を選択する過程を有する。
　本発明の第４の態様によれば、前記位置測定方法は、前記周辺車両の位置情報を取得する過程では、さらに当該位置情報の信頼度を示す情報を取得し、自車両の位置情報が所定の品質で取得できないと判定した場合に、自車両及び周辺車両の位置情報に重み付けを付加して位置情報を算出し自車両の位置情報に置き換える過程と、を有する。
　本発明の第５の態様によれば、前記品質の判定を、前記位置情報の外部からの取得における通信異常の有無により行う。
　本発明の第６の態様によれば、前記品質の判定を、前記外部から取得したデータの異常の有無により行う。
　本発明の第７の態様によれば、前記品質の判定を、自車両のエンジン停止の際に記録された位置情報が示す位置と、エンジン始動の際に推測された位置情報が示す位置とが所定以上乖離しているか否かにより行う。
　本発明の第８の態様によれば、前記品質の判定を、前記外部から取得した位置情報に基づいて推定した自車両の位置と前記取得した周辺車両の位置情報から推定した自車両の位置とを比較し、それらが所定以上乖離しているか否かにより行う。
　本発明の第９の態様によれば、前記品質の判定を、前記外部から取得した自車両の位置情報の所定時間における変位と自車両が備えるセンサにより測位した前記所定時間における変位との乖離が所定以上であるか否かにより行う。
　本発明の第１０の態様によれば、自己位置測定装置は、自車両の位置情報が所定の品質で外部から取得できたか否かを判定する故障監視部と、所定の品質で前記位置情報が取得できないと判定した場合に自車両の情報取得可能領域内に存在する周辺車両の位置情報を取得する周辺車両位置取得部と、取得した周辺車両の位置情報を自車両の位置情報を推定する位置推定処理部と、を備える。
　本発明の第１１の態様によれば、前記自己位置測定装置において、前記周辺車両位置取得部が、前記周辺車両の位置情報を通信にて複数取得し、前記取得した複数の位置情報と前記取得に用いたそれぞれの通信における受信電波強度とから自車両の位置情報を算出する電波強度位置算出部を備える。
　本発明の第１２の態様によれば、前記自己位置測定装置は、前記周辺車両の位置情報の信頼度を示す情報を取得し、周辺車両の位置情報から、自車両以上に信頼度の高い位置情報を選択する信頼度レベルチェック部を備える。
　本発明の第１３の態様によれば、前記信頼度レベルチェック部が、信頼度レベルに応じた重み付けを取得し、自車両及び周辺車両の位置情報に前記重み付けを付加して位置情報を算出する。
　本発明の第１４の態様によれば、前記故障監視部が、前記品質の判定を、前記位置情報の外部からの取得における通信異常の有無により行う。
　本発明の第１５の態様によれば、前記故障監視部が、前記品質の判定を、前記外部から取得したデータの異常の有無により行う。
　本発明の第１６の態様によれば、前記故障監視部が、前記品質の判定を、自車両のエンジン停止の際に記録された位置情報が示す位置と、エンジン始動の際に推測された位置情報が示す位置とが所定以上乖離しているか否かにより行う。
　本発明の第１７の態様によれば、前記故障監視部が、前記品質の判定を、前記外部から取得した位置情報に基づいて推定した自車両の位置と前記取得した周辺車両の位置情報から推定した自車両の位置とを比較し、それらが所定以上乖離しているか否かにより行う。
　本発明の第１８の態様によれば、前記故障監視部が、前記品質の判定を、前記外部から取得した自車両の位置情報の所定時間における変位と自車両が備えるセンサにより測位した前記所定時間における変位との乖離が所定以上であるか否かにより行う。
　本発明の第１９の態様によれば、車載器は、上述した何れかの位置測定方法で自車両の現在位置を測定する自己位置測定装置を備える。
　上記した位置測定方法、自己位置測定装置及び車載器によれば、車載器の構成部品が故障しても車両の位置を測位できるようになる。
本発明の第一の実施形態における自己位置測定装置の機能ブロック図である。 本発明の第一の実施形態における自車両の測位方法の処理フロー図である。 本発明の第一の実施形態における自車両の測位方法の説明図である。 本発明の第二の実施形態における自己位置測定装置の機能ブロック図である。 本発明の第二の実施形態における自車両の測位方法の処理フロー図である。 本発明の第二の実施形態における自車両の測位方法の説明図である。 本発明の第三の実施形態における自己位置測定装置の機能ブロック図である。 本発明の第三の実施形態において使用する位置情報信頼度レベルテーブルの一例である。 本発明の第三の実施形態における自車両の測位方法の処理フロー図である。
＜第一の実施形態＞
　以下、本発明の第一の実施形態による車両の位置測定方法を図１～図３を参照して説明する。
　図１は第１の実施形態における自己位置測定装置の機能ブロック図である。
　図１に示すように本実施形態の自己位置測定装置１は、故障監視部１０と、位置検出部２０と、移動量推定処理部３０と、位置推定処理部４０と、課金処理部５０と、周辺車両位置取得部６０と、通信部７０と、記憶部８０と、ＩＣカードリーダ９０とを備えている。
　故障監視部１０は、位置検出部２０の異常の有無を自車両の位置情報が所定の品質で外部から取得できたか否かによって判定し、異常があった場合、暫定的な位置検出を行うよう周辺車両位置取得部６０に指示する。具体的には外部とはＧＮＳＳの人工衛星であり、故障監視部１０は、ＧＮＳＳ受信機２１が衛星からの信号を正常に受信できるかどうかを判定する。
　位置検出部２０は、各種センサ類などにより自車両の位置情報の推定に必要な情報を取得する。位置検出部２０は、ＧＮＳＳ受信機２１と、加速度センサ２２と、ジャイロセンサ２３と、方位センサ２４とを備えている。
　ＧＮＳＳ受信機２１は、ＧＮＳＳの人工衛星から発信された位置情報を含む信号を受信し、その位置情報を位置推定処理部４０に出力する。
　加速度センサ２２は、車両の加速度を検出し、移動量推定処理部３０に出力する。
　ジャイロセンサ２３は、車両の角速度を検出し、移動量推定処理部３０に出力する。
　方位センサ２４は、車両の進行方向の方位を検出し、移動量推定処理部３０に出力する。
　ＧＮＳＳ受信機２１による測位は、常に有効であるとは限らない。例えばトンネル内や地下などでは信号を受信できないことが多く、また、高層ビル街では、高層ビルによって信号が反射され測位誤差を発生しやすい。一方、加速度センサ２２等は、外部からの信号を必要としないが、加速度センサ２２等から取得した情報を積算して位置を推定すると誤差が蓄積されやすい傾向がある。本実施形態ではＧＮＳＳによって得られる位置情報と、他のセンサが取得した情報を用いて直前の位置からの移動量を計算しそれを累積して現在位置を推定する方法とを組み合わせて車両の現在位置を推定する。
　移動量推定処理部３０は、定期的に各センサから取得した加速度や角速度などの情報に基づいて、所定期間における車両の走行距離や進行方向などの移動量を算出する。
　位置推定処理部４０は、ＧＮＳＳ受信機２１から取得したＧＮＳＳによって得られる位置情報に移動量推定処理部３０が算出した移動量を加え、自車両の現在位置を推定し、その位置情報を課金処理部５０に出力する。
　課金処理部５０は、位置推定処理部４０が算出した位置情報に基づいて車両の走行経路を特定し、課金地点や課金対象となる区域の情報を含んだ地図情報と走行経路とを比較し、所定の方法により課金金額を計算する。
　周辺車両位置取得部６０は、故障監視部１０が位置検出部２０の異常・故障を検出したときに無線通信手段を用いて周辺車両の位置情報を取得する。
　通信部７０は、自車両と他の装置とのデータ通信を行う。通信部７０は、公衆回線通信部７１と、無線ＬＡＮ７２と、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ　Ｓｈｏｒｔ　Ｒａｎｇｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）７３とを備えている。
　公衆回線通信部７１は、例えば携帯電話機であって携帯電話網を介して課金処理部５０が計算した課金情報を道路課金システムの管理センタへ送信したり、当該管理センタから課金テーブルや地図情報などを受信する。
　無線ＬＡＮ７２は、無線ＬＡＮによる通信手段である。無線ＬＡＮ７２は、故障監視部１０が位置検出部２０の異常を検出した場合、周辺車両位置取得部６０が周囲車両に位置情報を問い合わせ、周囲車両から位置情報を取得するために使用する。
　ＤＳＲＣ７３は、ＤＳＲＣ方式による通信手段である。ＤＳＲＣ７３は、課金地点の路側に設置されたアンテナとＤＳＲＣ方式で通信し、そのアンテナが設置された場所の識別情報などを受信する。ＤＳＲＣ７３が受信した情報は、例えば公衆回線通信部７１を介して道路課金システムの管理センタへ送信され、課金処理が行われる。本実施形態の道路課金システムでは、ＧＮＳＳとセンサを用いた位置情報による課金だけでなく、ＤＳＲＣによる課金も行われる。
　記憶部８０は、管理センタから受信した地図情報や課金テーブル等を記憶している。
　ＩＣカードリーダ９０は、自己位置測定装置に搭載されたＩＣカードリーダである。ＩＣカードリーダ９０は、課金用のＩＣカードのリード・ライト処理及び認証処理などのセキュリティ処理を行う。
　なお、これら故障監視部１０、移動量推定処理部３０、位置推定処理部４０、課金処理部５０、周辺車両位置取得部６０は、自己位置測定装置１に備わるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）がプログラムを実行することにより備わる機能である。
　図２は本発明の第一の実施形態における自車両の測位方法の処理フロー図である。
　図３は本発明の第一の実施形態における自車両の測位方法の説明図である。
　図２、図３を用いて、本実施形態における自車両の測位方法について説明する。
　前提として図３が示すように自車両１００と近隣において周辺車両２００が走行又は停止しているものとする。
　まず、自車両１００における所定の操作により自車両１００は現在位置の測位を開始する（ステップＳ１）。例えば、ＧＮＳＳ受信機２１が衛星からの信号を良好に受信できる場合、位置推定処理部４０は、ＧＮＳＳ受信機２１が所定の時間ごとに衛星から受信した位置情報を取得し、その位置情報を自車両１００の現在における位置情報としてもよい。
　また、ＧＮＳＳ受信機２１が衛星からの信号を受信できない地区を走行しているときは、最後に衛星からの信号を受信した位置からの移動量を移動量推定処理部３０が公知の技術によって計算し、位置推定処理部４０は最後に衛星から受信した位置情報にその移動量を加算して自車両１００の現在における位置情報としてもよい。また、位置推定処理部４０は、自車両１００が、路側アンテナが設置された地点を通過した際には、ＤＳＲＣ７３が無線通信によって得たそのアンテナの識別情報を用いて記憶部８０が記憶するアンテナ位置情報を含む地図情報を参照し、それによって特定した通過地点の位置情報を他の手段で得た位置情報に加えて自車両１００の現在位置を推定してもよい。
　次に故障監視部１０は、ＧＮＳＳ受信機２１が取得する位置情報の品質によりＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したか否かを判定する（ステップＳ２）。例えばＧＮＳＳ受信機２１が受信したデータに異常があれば、故障監視部１０は、位置情報の品質が劣悪でありＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したと判定してもよい。また、故障監視部１０は、ＧＮＳＳ受信機２１による信号の受信に際し通信異常があればＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したと判定してもよい。通信異常とは、例えばＧＮＳＳ受信機２１が所定時間にわたり信号を受信できない場合などのことをいう。通信異常によってＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したか否かを判定する方法は、例えば次のようにして行ってもよい。記憶部８０の記憶する地図情報に衛星から受信できる信号の品質の予測を示す品質予測情報が付加されていて、故障監視部１０は、現在の推定位置における品質予測情報を記憶部８０から読み取る。そして、故障監視部１０は、その品質予測情報が所定の基準と比較して良好と判断できる場合のみ通信異常によるＧＮＳＳ受信機２１の異常判定を行う。また、例えば地図情報のトンネルを示す位置には受信信号の品質が劣悪であることを示す品質予測情報が付加されていて、位置推定処理部４０が前回ＧＮＳＳから受信した位置情報と移動量推定処理部３０が算出したその後の移動量とに基づいて推定した現在位置が当該トンネルであることを示しているとする。その場合、故障監視部１０は、推定した現在位置を用いて地図情報に付加された現在位置の品質予測情報を記憶部８０から読み出して、所定の基準値とその品質予測情報とを比較して現在位置における受信信号の予測品質が劣悪であると判定できる場合には、ＧＮＳＳ受信機２１によって所定時間信号が受信できなくてもＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したと判定しなくてもよい。
　また、エンジンを停止した際に位置推定処理部４０がそのときの推定位置を記憶部８０に記録していて、再びエンジンを始動した際に位置推定処理部４０が推定した現在位置と、エンジン停止時に記録した位置とが所定の距離以上乖離していれば、故障監視部１０は、位置情報の品質が劣悪でありＧＮＳＳ受信機２１に異常があると判定してもよい。また、今回受信した信号による位置情報と例えば前回衛星から受信した位置情報との変位が、移動量推定処理部３０が算出したその間における変位と比較して所定距離以上乖離することが所定期間内に所定回数以上発生すれば、故障監視部１０は、位置情報の品質が劣悪でありＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したと判定してもよい。
　故障監視部１０が、ＧＮＳＳ受信機２１の異常を検出しない場合（ステップＳ２＝Ｎｏ）、ステップＳ１の測位を繰り返す。
　ＧＮＳＳ受信機２１の異常を検出した場合（ステップＳ２＝Ｙｅｓ）、故障監視部１０は、暫定的な測位を行う旨の指示信号を周辺車両位置取得部６０に出力する。
　周辺車両位置取得部６０は、その指示信号を取得すると無線ＬＡＮ７２を介して位置情報要求信号３０１を発信する（ステップＳ３）。すると情報取得可能領域内に存在している周辺車両２００が、自車両１００が送信した位置情報要求信号を受信する。信号を受信した周辺車両２００は、自車両１００と同様に現在位置を推定する手段を備えており、その手段によって推定した周辺車両２００の現在の推定位置情報を含む回答信号３０２を自車両１００に送信する。あるいは周辺車両２００は、自車両１００から位置情報要求信号３０１を受信すると衛星から最新の位置情報を再受信して自車両１００へ回答信号３０２を送信してもよい。そして自車両１００は、無線ＬＡＮ７２を介して周辺車両２００から位置情報を含む位置情報要求信号に対する回答信号３０２を受信する（ステップＳ４）。周辺車両位置取得部６０は、その位置情報を取得し、ＧＮＳＳ受信機２１衛星から受信した自車両の位置情報の代わりに記憶部８０に記録する（ステップＳ５）。その後は、通常時における現在位置推定方法と同様に、位置推定処理部４０が、周辺車両位置取得部６０の記録した位置情報に移動量推定処理部３０が算出した移動量を加算して自車両１００の現在位置を推定する。
　以上で本処理フローを終了する。
　本実施形態によれば、高温や振動などでＧＮＳＳ受信機２１が故障したときにも周辺車両が所有する位置情報から自車両の位置を推定することが可能である。それによって、ＧＮＳＳ受信機が故障した場合であっても課金処理を行うことができる。
＜変形例＞
　なお、図２の処理フローのステップＳ２において、次のような判定方法も考えられる。故障監視部１０が、定期的に無線ＬＡＮ７２を介して周辺車両２００から位置情報を取得する。そして故障監視部１０は、取得した位置情報と位置推定処理部４０が推定した位置情報とを比較し、所定の距離以上離れていれば、故障監視部１０は、ＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したと判定する。なお、周辺車両２００が１台の場合、相手の車両に搭載したＧＮＳＳ受信機が故障していることも考えられるので複数の周辺車両２００から位置情報を取得することが好ましい。全車両が互いに複数の周辺車両２００から得られる位置情報を参照して自車両１００の位置情報の精度を確認する方式をとることで、何らかの原因によって生じた測位誤差による車両間の課金金額の不均衡を防止する効果も期待できる。
　また、図２の説明では自車両１００のエンジン停止時とその後の始動時における測位結果の乖離を故障判定の基準としたが、例えばサイドブレーキを引いて停止している間に位置推定処理部４０にて現在位置を測定し続け、現在位置の変動が確認された場合は故障と判断することができる。同様に、加速度センサやジャイロセンサの出力値に変化がない状態にて位置推定処理部４０で算出した現在位置の変動が確認された場合は故障と判断することができる。
＜第二の実施形態＞
　以下、本発明の第二の実施形態による車両の位置測定方法を図４～図６を参照して説明する。
　図４は第二の実施形態による自己位置測定装置の機能ブロック図である。図４に示すように、本実施形態による自己位置測定装置１は、電波強度位置算出部６１を備えており、他の構成は第一の実施形態と同じである。
　本実施形態の電波強度位置算出部６１は、複数の周辺車両２００から受信した回答信号に含まれる複数の周辺車両２００それぞれの位置情報と回答信号の受信電波強度を利用して、自車両１００の現在位置を算出する。電波強度位置算出部６１は、自己位置測定装置１に備わるＣＰＵがプログラムを実行することにより備わる機能である。
　図５は本発明の第二の実施形態における自車両の測位方法の処理フロー図である。
　図６は本発明の第二の実施形態における自車両の測位方法の説明図である。
　図５、図６を用いて、本実施形態における自車両の測位方法について説明する。
　まず、ステップＳ１からステップＳ３までは実施形態１と同じである。つまり、故障監視部１０が、ＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したことを判定すると周辺車両位置取得部６０が位置情報要求信号３０１－１、３０１－２、３０１－３を送信する。
　そして次のステップＳ４では、自車両１００は、少なくとも３台の周辺車両２００－１、２００－２、２００－３から位置情報を含む回答信号３０２－１、３０２－２、３０２－３を受信する。このとき本実施形態では周辺車両位置取得部６０が無線ＬＡＮ７２を介して受信した回答信号を電波強度位置算出部６１へ出力する。また、電波強度位置算出部６１は、位置情報の他に無線ＬＡＮ７２が検出した各周辺車両２００から受信した回答信号３０２－１、３０２－２、３０２－３の電波強度を無線ＬＡＮ７２より取得する。そして電波強度位置算出部６１は、取得した位置情報と電波強度から自車両１００の現在位置を、三角測量などを用いて推定する（ステップＳ１１）。
　現在位置を推定する方法は、例えば以下のような方法であってもよい。まず記憶部８０には、予め無線ＬＡＮの電波強度とその電波強度で回答信号を受信した場合の相手車両からの距離との関係を規定したテーブルが格納されている。電波強度位置算出部６１は、取得した各電波強度に対応する距離情報をこのテーブルから読み出す。次に電波強度位置算出部６１は、各周辺車両２００－１、２００－２、２００－３から取得した位置情報が示す位置を中心として読み出した距離情報が示す長さを半径とする円を描いたときの全ての円の交点を求め、それを自車両１００の現在位置と推定する。なお、全ての円が１点で交わらない場合などは、複数の円の交点を結ぶ多角形の重心を自車両１００の現在位置とするなど所定の方法で現在位置を推定してもよい。
　電波強度位置算出部６１は、例えば上述の方法で自車両１００の現在位置を推定すると、その位置情報を周辺車両位置取得部６０に出力し、周辺車両位置取得部６０は、その位置情報をＧＮＳＳ受信機２１が衛星から受信した位置情報の代わりに記憶部８０に記録する（ステップＳ５）。その後の測位方法については第一の実施形態と同じである。
　以上で本処理フローを終了する。
　本実施形態によれば、複数の周辺車両の位置情報を用いて自車両の現在位置を推定することでより精度の高い測位が可能となる。それによって、ＧＮＳＳ受信機が故障した場合であってもより正確な車両の走行経路や滞在位置情報に基づいて課金処理を行うことができる。
＜第三の実施形態＞
　以下、本発明の第三の実施形態による車両の位置測定方法を図７～図９を参照して説明する。本実施形態での特徴のある構成は第一の実施形態と組み合わせることも可能であるが第二の実施形態と組み合わせた例を用いて説明する。
　図７は第三の実施形態による自己位置測定装置の機能ブロック図である。図７に示すように、本実施形態による自己位置測定装置１は、信頼度レベルチェック部６２を備えており、他の構成は第二の実施形態と同じである。
　本実施形態の信頼度レベルチェック部６２は、周辺車両２００から受信した位置情報の信頼度を回答信号に含まれる信頼度レベル情報に応じて評価する。例えば、信頼度レベルチェック部６２は、自車両１００の故障監視部１０が異常を検出しない場合における自車両１００における測位の信頼度レベルと周辺車両２００から取得した信頼度レベルとを比較する。そして信頼度レベルチェック部６２は、周辺車両２００から取得した信頼度レベルが自車両の信頼度レベル以上の場合のみその周辺車両２００から取得した位置情報と受信電波強度とを用いて推定した位置を自車両の位置情報として採用する。信頼度レベルチェック部６２は、自己位置測定装置１に備わるＣＰＵがプログラムを実行することにより備わる機能である。
　図８は本発明の第三の実施形態において使用する位置情報信頼度レベルテーブルの一例である。
　図８を用いて本実施形態で用いる位置情報の信頼度レベルについて説明する。図８に例示するテーブルの「信頼度レベル」欄の値は、各周辺車両２００が送信する自身の位置情報の信頼度を示している。この値は、大きい程、信頼度が高いことを示している。各周辺車両２００は、自身の位置情報と共にその位置情報の信頼度レベルを自車両１００に送信する。「内容」欄の値は、その信頼度レベルに対応する測定技術が記載されている。図８の例では、ＧＮＳＳからの信号受信によって得られる位置情報と加速度センサやジャイロセンサでの測定値に基づく移動量とを組み合わせて測位する方法は信頼度レベルが「２」で最も信頼性が高い。また、例えばＧＮＳＳ受信機２１を備えておらず、加速度センサなど自律センサによる測定値だけで測位する場合は信頼度レベルが「１」である。例えば、ＧＮＳＳ受信機２１を備えていても故障しており、ＤＳＲＣや加速度センサ等だけで測位する場合なども信頼度レベルが「１」となる。また、ＧＮＳＳ受信機２１もセンサ類も備えていない場合、その車両から取得できる位置情報の信頼度レベルは「０」である。信頼度レベルが「０」の車両による位置情報とは、例えばその車両が定期的に無線ＬＡＮで他の周辺車両２００から取得した位置情報であることが考えられる。
　本実施形態では自車両１００の信頼度レベルチェック部６２が、図８で例示したテーブルを記憶部８０から読み出し、周辺車両２００から取得した信頼度レベル情報をこのテーブルに基づいて評価し、どの周辺車両２００から取得した位置情報を用いて自車両１００の位置を推測するかを決定する。
　図９は本発明の第三の実施形態における自車の測位方法の処理フロー図である。
　図９を用いて本実施形態における自車両１００の測位方法について説明する。
　まず、ステップＳ１からステップＳ３までは第二の実施形態と同じである。つまり、故障監視部１０が、ＧＮＳＳ受信機２１に異常が発生したことを判定すると周辺車両位置取得部６０が位置情報要求信号を送信する。そしてステップＳ４において、電波強度位置算出部６１は、３以上の周辺車両２００から回答信号と電波強度を無線ＬＡＮ７２より取得する。本実施形態では回答信号には各車両の位置情報等に加えて信頼度レベル情報が含まれており、電波強度位置算出部６１は、取得した回答信号に含まれる位置情報と電波強度と信頼度レベルとを信頼度レベルチェック部６２へ出力する（ステップＳ４）。次に信頼度レベルチェック部６２は、記憶部８０から自車両１００の信頼度レベル情報を読み出し、取得した全ての周辺車両２００の信頼度レベルと比較する。そして信頼度レベルチェック部６２は、信頼度レベルが自車両１００の信頼度レベル以上の位置情報を選択する。そして選択した情報の数が３以上であれば（ステップＳ１２＝Ｙｅｓ）、信頼度レベルチェック部６２は、選択した位置情報及び電波強度を含む情報を電波強度位置算出部６１へ出力する。
　そして電波強度位置算出部６１は、第二の実施形態と同様に自車両１００の位置情報を算出し（ステップＳ１１）、周辺車両位置取得部６０は、その位置情報を自車両１００の位置情報としてＧＮＳＳ受信機２１が衛星から受信した位置情報の代わりに記憶部８０に記録する（ステップＳ５）。
　一方、自車両１００以上の信頼度レベルを含む位置情報の数が３未満であれば（ステップＳ１２＝Ｎｏ）、信頼度レベルチェック部６２は、エラー信号を周辺車両位置取得部６０へ出力し、ステップＳ４からの処理を繰り返す。
　以上で本処理フローを終了する。
　本実施形態によれば、信頼度の低い周辺車両の位置情報を計算から除外することが可能である。それによって精度の高い位置情報に基づいて課金処理を行うことが可能になる。
　なお、多くの周辺車両２００から回答信号が受信できる場合などは上述の方法でもよいが、走行車両が少ない場合など所望の信頼度レベル以上の測位手段を有する周辺車両２００から回答信号を得られないことも考えられる。そのような場合、たとえ信頼度レベルが低くてもその位置情報を用いて自車両１００の現在位置を推定してもよい。
　例えば図８で例示したテーブルが各信頼度レベルに対して重み付け情報を備えており、図９の処理フローのステップＳ１２において自車両１００が備える測位手段の信頼度レベルとの比較を行わず、ステップＳ１１において信頼度レベルチェック部６２が重み付けを考慮して位置情報の算出を行ってもよい。
　一例をあげると図８で例示したテーブルに「重み付け」欄を追加し、信頼度レベルが「２」ならば重み付けは「３」、信頼度レベルが「１」ならば重み付けは「１」、信頼度レベルが「０」ならば重み付けは「０」のように設定されているとする。また、周辺車両は２台のみであるとし、自車両１００はこの２台の周辺車両からそれぞれ位置情報と信頼度レベルを取得したとする。また、取得した周辺車両の信頼度レベルはそれぞれ「２」と「１」であるとする。この場合、まず信頼度レベルチェック部６２は、周辺車両位置取得部６０からそれぞれの回答信号を取得する。また、信頼度レベルチェック部６２は、上記のテーブルからそれぞれの信号に含まれる信頼度レベルに対応する重み付けの情報を読み取る。そして信頼度レベルチェック部６２は回答信号に含まれる位置情報を用いて現在位置を推定する。ここで信頼度レベルが「２」の位置情報（重み付け「３」）によって推定した現在位置を「Ａ」とし、信頼度レベルが「１」の位置情報（重み付け「１」）によって推定した現在位置を「Ｂ」とする。すると例えば信頼度レベルチェック部６２は、重み付け情報を用いて「Ａ」と「Ｂ」を結ぶ直線を４（３＋１）等分し、それらの点のうち最も位置「Ａ」に近い点を現在位置と推定してもよい。新しく現在位置と推定した点は、「Ａ」と「Ｂ」とから「１：３」の距離にあり、２台の周辺車両が推定した位置情報に対する信頼度レベルの重み付けを反映した位置である。信頼度レベルチェック部６２はこの位置情報を周辺車両位置取得部６０に出力し、周辺車両位置取得部６０は、この推定した位置情報をＧＮＳＳ受信機２１が衛星から受信した位置情報の代わりに記憶部８０に記録する。
　なお、上述の自己位置測定装置は内部にコンピュータを有している。そして、上述した自己位置測定装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
　また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
　その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、周辺車両から位置情報を取得する手段は無線ＬＡＮでなく、他の無線通信手段であってもよい。
　上述した位置測定方法、自己位置測定装置及び車載器によれば、車載器の構成部品が故障しても車両の位置を測位できるようになる。
　１　　　自己位置測定装置
　１０　　故障監視部
　２０　　位置検出部
　２１　　ＧＮＳＳ受信機
　２２　　加速度センサ
　２３　　ジャイロセンサ
　２４　　方位センサ
　３０　　移動量推定処理部
　４０　　位置推定処理部
　５０　　課金処理部
　６０　　周辺車両位置取得部
　６１　　電波強度位置算出部
　６２　　信頼度レベルチェック部
　７０　　通信部
　７１　　携帯電話
　７２　　無線ＬＡＮ
　７３　　ＤＳＲＣ
　８０　　記憶部
　９０　　ＩＣカードリーダ
　１００　　自車両
　２００　　他車両
　３０１　　位置情報要求信号
　３０２　　回答信号

Claims (19)

  1. 　自車両の位置情報を所定の品質で外部から取得できた否かを判定する過程と、
    　所定の品質で前記位置情報が取得できなかったと判定した場合に自車両の情報取得可能領域内に存在する周辺車両の位置情報を取得する過程と、
    　取得した周辺車両の位置情報を自車両の位置情報に置き換える過程と、
    　を有する車両の位置測定方法。
  2. 　前記周辺車両の位置情報を通信にて複数取得し、前記取得した複数の位置情報と前記取得に用いたそれぞれの通信における受信電波強度とから自車両の位置情報を算出する
    　請求項１の車両の位置測定方法。
  3. 　前記周辺車両の位置情報を取得する過程では、さらに当該位置情報の信頼度を示す情報を取得し、
    　自車両の位置情報が所定の品質で取得できないと判定した場合に、周辺車両の位置情報から、自車両以上に信頼度の高い位置情報を選択する過程
    　を有する請求項１または請求項２に記載の位置測定方法。
  4. 　前記周辺車両の位置情報を取得する過程では、さらに当該位置情報の信頼度を示す情報を取得し、
    　自車両の位置情報が所定の品質で取得できないと判定した場合に、自車両及び周辺車両の位置情報に重み付けを付加して位置情報を算出し自車両の位置情報に置き換える過程と、
    　を有する請求項１から請求項３の何れか１項に記載の位置測定方法。
  5. 　前記品質の判定を、前記位置情報の外部からの取得における通信異常の有無により行う
    　請求項１から請求項４の何れか１項に記載の位置測定方法。
  6. 　前記品質の判定を、前記外部から取得したデータの異常の有無により行う
    　請求項１から請求項５の何れか１項に記載の位置測定方法。
  7. 　前記品質の判定を、自車両のエンジン停止の際に記録された位置情報が示す位置と、エンジン始動の際に推測された位置情報が示す位置とが所定以上乖離しているか否かにより行う
    　請求項１から請求項６の何れか１項に記載の位置測定方法。
  8. 　前記品質の判定を、前記外部から取得した位置情報に基づいて推定した自車両の位置と前記取得した周辺車両の位置情報から推定した自車両の位置とを比較し、それらが所定以上乖離しているか否かにより行う
    　請求項１から請求項７の何れか１項に記載の位置測定方法。
  9. 　前記品質の判定を、前記外部から取得した自車両の位置情報の所定時間における変位と自車両が備えるセンサにより測位した前記所定時間における変位との乖離が所定以上であるか否かにより行う
    　請求項１から請求項８の何れか１項に記載の位置測定方法。
  10. 　自車両の位置情報が所定の品質で外部から取得できたか否かを判定する故障監視部と、
    　所定の品質で前記位置情報が取得できないと判定した場合に自車両の情報取得可能領域内に存在する周辺車両の位置情報を取得する周辺車両位置取得部と、
    　取得した周辺車両の位置情報を自車両の位置情報を推定する位置推定処理部と、
    　を有する自己位置測定装置。
  11. 　前記周辺車両位置取得部は、前記周辺車両の位置情報を通信にて複数取得し、
    　前記取得した複数の位置情報と前記取得に用いたそれぞれの通信における受信電波強度とから自車両の位置情報を算出する電波強度位置算出部
    　を備える請求項１０に記載の自己位置測定装置。
  12. 　前記周辺車両の位置情報の信頼度を示す情報を取得し、周辺車両の位置情報から、自車両以上に信頼度の高い位置情報を選択する信頼度レベルチェック部
    　を備える請求項１０または請求項１１に記載の自己位置測定装置。
  13. 　前記信頼度レベルチェック部は、信頼度レベルに応じた重み付けを取得し、自車両及び周辺車両の位置情報に前記重み付けを付加して位置情報を算出する
    　請求項１２に記載の自己位置測定装置。
  14. 　前記故障監視部は、前記品質の判定を、前記位置情報の外部からの取得における通信異常の有無により行う
    　請求項１０から請求項１３の何れか１項に記載の自己位置測定装置。
  15. 　前記故障監視部は、前記品質の判定を、前記外部から取得したデータの異常の有無により行う
    　請求項１０から請求項１４の何れか１項に記載の自己位置測定装置。
  16. 　前記故障監視部は、前記品質の判定を、自車両のエンジン停止の際に記録された位置情報が示す位置と、エンジン始動の際に推測された位置情報が示す位置とが所定以上乖離しているか否かにより行う
    　請求項１０から請求項１５の何れか１項に記載の自己位置測定装置。
  17. 　前記故障監視部は、前記品質の判定を、前記外部から取得した位置情報に基づいて推定した自車両の位置と前記取得した周辺車両の位置情報から推定した自車両の位置とを比較し、それらが所定以上乖離しているか否かにより行う
    　請求項１０から請求項１６の何れか１項に記載の自己位置測定装置。
  18. 　前記故障監視部は、前記品質の判定を、前記外部から取得した自車両の位置情報の所定時間における変位と自車両が備えるセンサにより測位した前記所定時間における変位との乖離が所定以上であるか否かにより行う
    　請求項１０から請求項１７の何れか１項に記載の自己位置測定装置。
  19. 　請求項１から請求項９の何れか１項に記載の位置測定方法で自車両の現在位置を測定する自己位置測定装置を備えることを特徴とする車載器。
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