車両による通信を用いて車両の相対的位置を決定する方法
【課題】ＩＥＥＥ８０２．１１に基づいた通信を利用して、第１と第２の車両の相対的位置を決定する方法を提供する。
【解決手段】 本発明の方法において、第１車両が、（ａ)第２車両からＩＥＥＥ８０２．１１に基づいた通信を受領するステップと、（ｂ)前記受領した通信に基づいて、前記第２車両の、前記第１車両に対する相対的位置を決定するステップとを実行する。
【解決手段】 本発明の方法において、第１車両が、（ａ)第２車両からＩＥＥＥ８０２．１１に基づいた通信を受領するステップと、（ｂ)前記受領した通信に基づいて、前記第２車両の、前記第１車両に対する相対的位置を決定するステップとを実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両による通信に関し、特に、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づいた車両による通信を用いた車両の位置(即ち「ロケーション」)を決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、現在の位置決定システムは、ＧＰＳを用いて車両の位置（Ｘ、Ｙ、Ｚで示す)を提供している。ＧＰＳには本来的な不正確さがある。一般的なＧＰＳ受信機の誤差は、最大１０ｍである。更に２個のＧＰＳ受信機が近くにあった場合には、異なる通信衛星を選択することにより発生する誤差或いは通信衛星の信号の処理の順番から発生する誤差を本質的に有する。
【０００３】
ＧＰＳの性能は、ＬＯＳ即ち見通し線(line-of-sight(ＬＯＳ：送信アンテナと受信アンテナとを結ぶ何によっても遮られない直線又はそのような直線で結ばれている良好な通信状態)が得られない場合（ＮＬＯＳ）には劣化する。ＧＰＳ信号は、ビル内、例えば室内駐車場やトンネル内では利用できない。高層建築もＧＰＳ信号を遮断することがある。このような場合は、ＧＰＳに基づかない位置検出技術、例えば、デッド・レコニング(Dead-reckoning：非天測位置推測法)を利用する。デッド・レコニングは、加速度計あるいはジャイロスコープの情報に基づいて、行なわれる。、あるいはより進んだシステムでは、車両の移動情報を用いて行なわれる。デッド・レコニングの誤差は使用時間と共に累積する。その為、デッド・レコニングは、短時間の概算的位置測定を提供できるが、長期に渡る使用はできない。ＧＰＳの改良は、差分ＧＰＳ(ＤＧＰＳ：differential GPS)を含む。このＤＧＰＳは、高いアンテナを基準点として用いる。今日のＧＰＳの構成要素は、ＤＧＰＳをサポートしており、これにより誤差は３ｍ以下になっている。しかしＧＰＳ信号がブロックされる場合の問題点は、この解決方法では解決できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＰＣＴ／ＩＢ０９／０５１１１１号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】"Enhanced Position Location with UWB in Obstructed LOS and NLOS Multipath Environments" by S.F.A. Shah and A.H. Tewfik, Proc. XIII European Signal Proc. Conf. (EUSIPCO2005), Antalya, Turkey, September 2005.
【非特許文献２】"A Hybrid TDOA/AOA Positioning Technique for Indoor UWB Systems" by Chin-Der Wann and Yi-Jing Yeh, The Institution of Engineering and Technology Seminar on Location Technologies, No 6-6, Dec. 2007 pp. 1-5.
【０００６】
位置情報の主な使用例は、安全性のアプリケーション(safefy applications)にある。ＧＰＳは、ナビゲーションを目的としては十分なレベルの精度を与えているが、このレベルの精度では、安全性のアプリケーションをサポートするためには必ずしも十分ではない。例えば、運転手に信頼性のある安全情報を提供するためには、相対的な精度は、１ｍ以下、好ましくは０．５ｍ以下でなければならない。このような位置特定の精度を改善することが必要なケースは、例えば、次のような場合である。
（Ａ)車線特有の情報を得ること：車両のブレーキの表示は、同一車線に居る車両が、頻繁に処理する必要がある。
（Ｂ)車両の関数情報を得ること：特殊目的の車線を移動中の車両（例えば、交差点で右折用あるいは左折用の車線に居る車両）は、他の車線に居る車両とは別に処理する必要がある。
（Ｃ)近接性の位置決定：正確な位置決めは、衝突の可能性を決定するために必須である。
（Ｄ)絶対的な位置決定：公知の場所にある固定装置（例えば、ＧＰＳ信号の受信状態の悪い場所にあるロードサイド・ユニット(ＲＳＵ：Road Side Unit)）を利用する。
（Ｅ)移動性：車線に基づいた情報は、移動予測を改善する。
一般的に、安全性のアプリケーションにおいては、２台の車両間の相対的位置は、絶対的な位置よりも重要である。
【０００７】
車両間の通信に基づいた強調的な安全システムは、交通事故あるいはそれによる死亡率を減少させることができる。それ故に、車両の相対的位置を決定するシステムを改善すること及びその相対位置の精度を向上させることが、車両の安全にとって極めて重要である。特に、本発明は車両同士の相対的位置を決定する方法を提供する。相対的位置の決定の一例は、ある車両が別の車両と同一の車線を走行している、あるいは別の車両の右側あるいは左側の車線を走行している場合である。各車両が動く車線を知ることは、安全性にとって極めて重要である。その為、用語「相対的」とは、ある車両の車線の位置と他の車両の車線の位置との関係を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づいた車両の通信を利用した車両の位置を決定するシステムと方法である。
【０００９】
相対的位置の決定は、ある車両が、他の車両によりビーコンにより搬送されるＩＥＥＥ８０２．１１通信を介して提供されるデータを利用して、行なわれる。以下の説明において、車両とは、道路上を移動するエンジン付きの物体、すなわち自動車、バン、トラック、オートバイ等をいう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、第１と第２の車両の相対的位置を決定する方法において、第１車両が、（ａ)第２車両からＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づいた通信を受領するステップと、（ｂ)前記受領した通信に基づいて、前記第２車両の前記第１車両に対する相対的位置を決定するステップと、を実行する。
本発明の他の態様によれば、第１と第２の車両の相対的位置を決定する方法において、第１車両が、
（ａ)第２車両からＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づいたビーコンデータを受領するステップと、
（ｂ)周波数シフトを測定するステップと、
（ｃ)前記ビーコンデータを、前記周波数シフトと車両位置データと共に処理するステップと、
（ｄ)前記（ｃ）ステップの結果に基づいて、前記第２車両の前記第１車両に対する相対的位置を決定するステップと、
を実行する。
本発明の他の態様によれば、測定車両と被測定車両の相対的位置を決定するシステムにおいて、前記測定車両内に、ＩＥＥＥ８０２．１１の通信処理ユニットを有し、
前記通信処理ユニットは、周波数シフト測定モジュールと、ＬＯＳ／ＮＬＯＳに用いられるショート・プリアンブル自己相関モジュールとを有する。
前記通信処理ユニットは、
（ａ)被測定車両からＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づいたビーコンデータを受領し、
（ｂ)周波数シフトを測定し、
（ｃ)前記ビーコンデータを、前記周波数シフトと車両位置データと共に処理し、
（ｄ)前記結果に基づいて、前記第２車両の前記第１車両に対する相対的位置を決定する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による相対的位置の測定を用いて得られた位置決め精度を改善した例を示す。
【図２】相対的位置の測定機能を具備した車両用のＩＥＥＥ８０２．１１通信ユニットを表す図。
【図３】本発明の方法のステップを表すフローチャート図。
【図４】図３の方法のステップの詳細を表すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１において、第１の「測定」車両は車両Ａで表し、第２の「被測定」車両は車両Ｂで表す。車両ＡとＢは、三車線の高速道路を左に向かって走る。車両Ａの現在地は(ＸＡ、ＹＡ)ポイント１０１で、車両Ｂは(ＸB、ＹB)ポイント１０３で表し、これらはＧＰＳにより提供される。この測定値は誤差を含んでいる。更なる誤差は、マップのデータベースであり、両方の車両に対し不正確な車線の位置を示す。車両Ａ、Ｂの累積誤差は円１０６で示す。図１において、（誤差を含んだ)Ｘ、Ｙの値は、車両Ｂが車両Ａの右側を走っていることを示す。これは実際の状況とは当然のことながら異なっている。
【００１３】
本発明の方法は、瞬時の位置データから誤って引き出された結論を修正するものであり、車両Ｂは車両Ａの左側の車線に居ると修正する。本発明の方法により、車両Ｂと車両Ａとの位置を提供でき、その結果、組み合わされたエラーが楕円１０２にまで減少する。車両Ａが、車両Ｂの瞬時の位置をビーコン情報を通して受領し、相対位置を決めるアルゴリズムを動かす。この相対位置は、ΔＸ、ΔＹ、ΔＺで表される。ここで、ΔＸ＝ＸＢ−ＸＡと、ΔＹ＝ＹＢ−ＹＡと、ΔＺ＝ＺＢ−ＺＡである。この場合、Ｚ（高さ方向)は、両方の車両にとって同一であり、よって無視する。
【００１４】
図２において、相対位置の決定は、車両Ａに搭載された車両用のＩＥＥＥ８０２．１１通信／処理ユニット２００で処理される。このユニット２００は、送信用の８０２．１１ＯＦＤＭモデム２０２と、８０２．１１ＭＡＣモジュール２０８と、ＧＰＳ受信機２１０と、中央処理装置(ＣＰＵ)２１２とを有する。ＯＦＤＭモデム２０２は、周波数シフト測定モジュール２０４と、ショート・プリアンブル自己相関モジュール２０６とを有する。これらは図に示したとおりに接続されている。
【００１５】
図３は、本発明により車両の相対位置を決定する方法のステップのフローチャートである。ステップ３００において、車両Ｂからのビーコンデータを、車両Ａ内のモデム２０２が受領する。このビーコンデータは、車両Ｂの位置と速度ベクトルを含む。ステップ３０２において、周波数シフトが周波数シフト測定モジュール２０４で測定される。一実施例においては、ステップ３０２において、ＬＯＳ／ＮＬＯＳ表示を、モデム２０２からＣＰＵ２１２が読み取る。これは、モジュール２０６により提供される自己相関を用いて行なわれる。この測定した周波数シフトを、式（１)を用いて計算した値と比較する。これはステップ３０４の一部として行なわれる。２台の車両の相対位置は、車両Ａにより、車両Ａと車両Ｂの絶対位置と速度と、測定した周波数シフトと、ＬＯＳ／ＮＬＯＳ表示を用いて、ステップ３０４で行なわれる。
【００１６】
この決定は、ＡＯＡ(Angle-Of-Arrival：到来角)三角法を利用する。この三角法の関数は、異なるＡＯＡを有する車両Ａにより行なわれた複数個の読み取り情報を必要とする。ＡＯＡはドップラーシフト(Doppler shift)を用いて決定される。このドップラーシフトは、周波数シフトから計算され、車両Ａと車両Ｂの相対的速度ベクトルに依存する。周波数シフトは、次式で与えられる。
式（１)
ΔＶは、車両Ａと車両Ｂの速度ベクトル差である。ΔＸ、ΔＹは、２つの車両間の位置の差であり、Δheadingは、２台の車両間の速度角度である。すなわち、速度の方向の差、即ち速度ベクトルのフェーズの差である。周波数シフトの式は非線形であり、その解決法は公知である。クロック・ソース・シフト(clock source shift)は、車両Ａと車両Ｂのクロック・ソース間の差であり、これは未知であるが、方程式解法手順の一部として解くことができる（図４のステップ４１４)。
【００１７】
Ｚは、同一であり、間挿プロセスの間は、変わらないものとする。未知のものは、「エラー（err)」後置(postfix)の付いたパラメータ全てであり、これは測定値の誤差を表す。例えば、heading errは、headingの誤差であり、Ｖｅｒｒは、相対速度差ΔＶの誤差である。周波数シフトは全てのビーコン・パケットに対し測定される。複数の測定値を用いて、式（１)の未知のパラメータを解く。未知のパラメータの値は、相対的位置の予測値になる。この予測値の質は、データポイントの数を多くすることにより、改善する。
【００１８】
これらのスキームは８０２．１１標準で可能となる。この標準により、ビーコン・メッセージが規定される。このビーコン・メッセージは、車両間の通信ユニットにより送信されたＧＰＳ情報を含む。他の無線プロトコルは、この情報を提供せず、このスキームを使用することはできない。
【００１９】
図４は図３のステップの詳細を示す。ステップ４００において、ビーコン・データを、車両Ａが車両Ｂから受領する。ビーコン・データのコンテンツは、ステップ４０２でチェックされ、処理すべきか否かを決定する。２台の車両間の相対位置が、最後の処理から変化していない場合には、この処理は有効なデータを提供せずスキップされる。例えば、２台の車両の相対位置が、１ｍ以下しか変わらない場合には、この操作を中止する。それ以外は、ステップ４０４に進む。
【００２０】
ステップ４０４において、周波数シフト好ましくはＬＯＳ／ＮＬＯＳ表示が、車両Ａの周波数シフト測定モジュール２０４から、ＣＰＵ２１２で読み出される。ＬＯＳ／ＮＬＯＳ表示は、ショート・プリアンブル自己相関(short-preamble autocorrelation )の結果に基づき、ショート・プリアンブル自己相関モジュール２０６から読み出されるが、これは相関結果のピーク数と振幅を用いて行なわれる。これは従来公知のものである。ＬＯＳの場合には、支配的な反射が存在し、最強の相関ピークは他のものよりも遥かに大きい。ＮＬＯＳの場合には、主要放射波(dominant ray)は存在せず、相関結果は、似たような振幅値の複数のピークを示す。ＮＬＯＳ表示をステップ４０８で用いて、経験則(heuristics)を適用する。
【００２１】
ステップ４０６において、測定車両と被測定車両の両方のタイムベースが以下の様にして統合される。車両ＡのＧＰＳは、ＧＰＳ受信機２１０から毎秒新たな結果が提供される（更新される)。この更新は、車両Ｂからのビーコン到着と相関関係を有さず、これは、ＭＡＣモジュール２０８からの到着情報と同様である。加速とハンドルの回転角（steering angle)の変更の事象(events)も相関関係がない。両方の車両の事象が、ＣＰＵ２１２に相関関係なく到着するので、間挿法を用いて両方の車両からの事象を設定して、単一のタイムベースでＣＰＵに到着するようにする。すなわち、車両Ｂの測定値は、車両Ａの測定値と同時にＣＰＵ２１２に到着したかのように修正される。この修正結果を用いて位置の調整値が得られる。簡単な線形修正法を用いた代表的な位置調整は、式（２)で与えられる。より複雑な間挿／修正方法も用いることもできる。
【００２２】
式（２)
ここで「Ａ」と「Ｂ」は、それぞれの車両を表し、Ｔｄｉｆｆは、間挿時間である、すなわち、測定値の到着から新たなタイムベースまでの時間であり、ステアリング角は、ハンドルの回転角度であり、ＸＢａｄとＹＢａｄｊは、車両Ｂのための調整したＸとＹの値である。
【００２３】
一例を示す。車両ＡのＧＰＳの更新値は、０ｓ、１ｓ、２ｓで到着し、車両ＢのＧＰＳの更新値は、０．５ｓ、１．５ｓ、２．５ｓで到着し、その直後に車両Ａに送信されるものとする。車両Ｂの位置と速度の情報は、車両Ａのそれと同時刻に受領したかのように調整される。車両Ｂから０．５ｓの時間に到着した情報を修正して、１ｓの時点での車両Ｂの位置を予測する。この為に、車両Ｂが（１ｓ−０．５ｓ＝０．５ｓ）の時間の間に動いた距離を、車両Ｂの速度情報を用いて予測する。
【００２４】
車両Ａと車両Ｂの速度ベクトルは、ユークリッド幾何学数式(Euclidean arithmetic)を用いて減算される。速度角は以下のように提供される。すなわち、第１要素は、２つの車両間の高さの差を考慮する。Ａｔａｎ２は、逆正接関数（arctangent function）であり、ａｔａｎ（ｙ、ｘ)の代わりにａｔａｎ２（ｙ、ｘ)としての値を表す。
式（３)
速度は次式である。
式（４)
【００２５】
例えば、２台の車両が対向して動く場合には、相対速度は２台の車両の速度の和であり、前後して同一方向に動く場合には、相対速度は２台の車両の速度の差である。
【００２６】
ステップ４０８において、ＮＬＯＳ経験則を適用して、相対的位置の測定値の精度を上げる。ドップラーシフトの測定値は、ＬＯＳの主要放射波が存在する時のみ正確である。それがない場合には、様々な対象物からの反射が、拡散(ドプラー拡散)を引き起こし、正確なドップラーシフトを検知することができない。
【００２７】
ＮＬＯＳの間、複数の固定センサ間の距離の測定値をサポートする議論は、非特許文献１、２を含む様々な文献に開示されている。非特許文献１、２では、ＮＬＯＳ状態の下で採られた測定値は無視している。これは、車両環境において有効なオプションではない。非特許文献２は、測定値を経験則基づいた計算されたファクタで掛け算している。本発明者らは、交通環境においてこれらの経験則が従来使用されいないと認識している。そのため、交通環境おける経験則は次のようになる。
【００２８】
ストレート・ロード・ブロッキング(Straight road blocking)：測定車両の前にある車両は、背の高い車両により、遮られている。被測定車両は、受信可能であるが、ＬＯＳ放射波存在しない。反射波(reflections)が横の対象物(別の車線の車両)から到達する。
カーブ・ブロッキング(Curve blocking)：ＬＯＳはカーブで失われる。例えば、音響の壁が配置される場合である。
交差点におけるブロッキング(Intersection blocking)：交差点の周りのビルが、直接放射波をブロックする。
経験則は、この３つの状態のそれぞれに対する測定値に適用されるオフセット(offset)である。
【００２９】
選択された経験則(測定値のオフセット)が、マップ情報を用いて決定される。マップは、ナビゲーションのデータベースから取り出されるか、あるいは特許文献１に記載された受信したビーコンを用いて局部的に習得される。このマップを解析して、上記の３つの場合に従い、運転状態をクラス分けする。
【００３０】
ステップ４１０において、測定重み付け係数(measurement weights)が計算されて、結果の精度を改善する。重み付けのプロセスは、測定値の正確さのゆう度（可能性）を考慮している。誤ったと推定される測定値の影響を最小にする。これは、より信頼性の高い測定値がより大きな重みを有するためである。
速度変化(Spped change)：瞬間速度の不正確さの可能性を増大させる。その為、前の速度とは異なる速度を有する測定値の重みを下げなければならない。
走行方向変化(Heading change)：これは、カーブを運転中あるいは測定値の誤差から得られたものである。後者は小さな重み係数で調整される。車両がカーブ内を走行している時は、測定が行なわれた時点の実際の走行方向は、パケットの受領時と完全には整合していない。これは重み係数を下げる別の理由である。その為、前とは異なる走行方向を有する測定値の重みを低くしなければならない。例えば、車両Ｂが一定の速度で走行しておりその後に加速し現在の速度を維持しているとする。この測定値は、車両Ｂが一定の速度で走行しており加速する前後でおこなわれた場合、加速時の測定値よりもより大きな重み（かつ重要性)を有する。
【００３１】
ステップ４１２において、速度ベクトルの誤差を決める。速度ベクトルの誤差が発生する理由は、２つの車両間の高さの差と、不正確な速度測定値である。このステップは、両方の理由が存在しない場合には、スキップされる。速度ベクトルの誤差の計算は、全ての測定値の誤差(速度の誤差と速度角の誤差)を平均化することに基づく。２つの連続する測定値の位置の差は、速度ベクトルに一致する。
【００３２】
速度の誤差は、次式で与えられる。
式（５)
速度角の誤差は、次式で与えられる。
式（６)
【００３３】
例えば、与えられた速度が一定の誤差を含む場合には、２つのＧＰＳの更新の間の距離は、速度とは一貫性がない。例えば、誤差が０．１ｍ／ｓの場合には、１０秒後には１ｍの誤差が位置の変化として累積する。これらの不一致は、ステップ４１２で考慮される。
【００３４】
潜在的ＧＰＳ誤差のサーチは、ステップ４１４で実行される。このサーチは、測定した周波数シフトと、式（１)を用いて計算した予測値とを比較することにより、行なう。このサーチにより、ＧＰＳ誤差の値を見つけ出す。この値は、測定した周波数シフトと計算した周波数シフトとの間の最小二乗誤差を生成する。
【００３５】
最後のステップ４１６を用いて車線の不明確さを解決する。２つの結果（２つの潜在的ＧＰＳ誤差)が見い出されが、これはステップ４１４の非線形の式を解きながら行なう。ドップラーベースの予測値を用いてｃｏｓ（ＡＯＡ)を予測する。コサイン(cosine)は、対称関数即ちｃｏｓ（α)＝ｃｏｓ（−α)であるので、ＡＯＡの符号は不明である。これは、２台の車両間の相対的水平方向の位置となるが、被測定車両が測定車両の右側あるいは左側かどちらに位置しているかは、不明である。このような不明確さを解く方法は、最大ＧＰＳ誤差値を用いて不合理な値を排除し、道路上の車線数に関する情報を得て、あるべき車線数が見い出されたか否かを宣言することである。例えば、最大ＧＰＳエラーが３ｍであり、車線の幅が２．５ｍ、誤差が０ｍの場合には、不明確さは存在しない。その理由は、潜在的なエラーは５ｍだからである（２×２．５ｍ−２レーン離れている)。これは、最大ＧＰＳ誤差よりも大きいからである。
【００３６】
言い換えると、車両Ｂが車両Ａの側面２ｍにいることが判っているとする。不明確さの為に、これは。車両Ａの右側２ｍか左側２ｍかである。右側にいた場合の誤差が０ｍであるとすると、左側にいる場合の誤差は４ｍである。最大ＧＰＳの誤差が３ｍの場合には、車両Ｂは車両Ａの左側にいるとすることはあり得ない。更に車両間で行なわれるデータ交換（例えば、車両Ａがその周りにいる全ての車両のリストをブロードキャストし、そして他の車両も同じことをするとする)は、車両アンカー(vehicle anchors)を提供し、道路上の車両の相対的位置を決定することができる。即ち、車両Ａと車両Ｂが１車線離れおり、車両Ｂと車両Ｃが１車線離れており、車両Ａが車両Ｃよりも２車線左側にいる場合には、車両Ｂは車両Ｃの左側の車線上にいることになる。このような不明確さを成功裏解決することにより、ＧＰＳ誤差の結果値を高精度にすることができる。
【００３７】
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。用語「又は」に関して、例えば「Ａ又はＢ」は、「Ａのみ」、「Ｂのみ」ならず、「ＡとＢの両方」を選択することも含む。特に記載のない限り、装置又は手段の数は、単数か複数かを問わない。
【符号の説明】
【００３８】
２００：ＩＥＥＥ８０２．１１通信／処理ユニット
２０２：８０２．１１ＯＦＤＭモデム
２０４：周波数シフト測定モジュール
２０６：ショート・プリアンブル自己相関モジュール
２０８：８０２．１１ＭＡＣモジュール
２１０：ＧＰＳ受信機
２１２：中央処理装置(ＣＰＵ)
図３
３００：ビーコンデータを得る。
３０２：周波数シフトと相関結果を読み取る。
３０４：周波数シフトと両方の車両の位置と速度に基づいて相対的位置を予測する。
図４
４００：被測定車両からのビーコンデータを受領する。
４０２：処理が必要かをチェックする。
４０４：モデムから周波数シフト＆ＬＯＳ／ＮＬＯＳを読み取る。
４０６：両方の車両からデータのタイムベースを統合する。
４０８：ＮＬＯＳの経験則を適用する。
４１０：測定重み付けを計算する。
４１２：速度ベクトル誤差を決定する。
４１４：潜在的位置誤差をサーチする。
４１６：車線の不明確さを解決する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両による通信に関し、特に、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づいた車両による通信を用いた車両の位置(即ち「ロケーション」)を決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、現在の位置決定システムは、ＧＰＳを用いて車両の位置（Ｘ、Ｙ、Ｚで示す)を提供している。ＧＰＳには本来的な不正確さがある。一般的なＧＰＳ受信機の誤差は、最大１０ｍである。更に２個のＧＰＳ受信機が近くにあった場合には、異なる通信衛星を選択することにより発生する誤差或いは通信衛星の信号の処理の順番から発生する誤差を本質的に有する。
【０００３】
ＧＰＳの性能は、ＬＯＳ即ち見通し線(line-of-sight(ＬＯＳ：送信アンテナと受信アンテナとを結ぶ何によっても遮られない直線又はそのような直線で結ばれている良好な通信状態)が得られない場合（ＮＬＯＳ）には劣化する。ＧＰＳ信号は、ビル内、例えば室内駐車場やトンネル内では利用できない。高層建築もＧＰＳ信号を遮断することがある。このような場合は、ＧＰＳに基づかない位置検出技術、例えば、デッド・レコニング(Dead-reckoning：非天測位置推測法)を利用する。デッド・レコニングは、加速度計あるいはジャイロスコープの情報に基づいて、行なわれる。、あるいはより進んだシステムでは、車両の移動情報を用いて行なわれる。デッド・レコニングの誤差は使用時間と共に累積する。その為、デッド・レコニングは、短時間の概算的位置測定を提供できるが、長期に渡る使用はできない。ＧＰＳの改良は、差分ＧＰＳ(ＤＧＰＳ：differential GPS)を含む。このＤＧＰＳは、高いアンテナを基準点として用いる。今日のＧＰＳの構成要素は、ＤＧＰＳをサポートしており、これにより誤差は３ｍ以下になっている。しかしＧＰＳ信号がブロックされる場合の問題点は、この解決方法では解決できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＰＣＴ／ＩＢ０９／０５１１１１号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】"Enhanced Position Location with UWB in Obstructed LOS and NLOS Multipath Environments" by S.F.A. Shah and A.H. Tewfik, Proc. XIII European Signal Proc. Conf. (EUSIPCO2005), Antalya, Turkey, September 2005.
【非特許文献２】"A Hybrid TDOA/AOA Positioning Technique for Indoor UWB Systems" by Chin-Der Wann and Yi-Jing Yeh, The Institution of Engineering and Technology Seminar on Location Technologies, No 6-6, Dec. 2007 pp. 1-5.
【０００６】
位置情報の主な使用例は、安全性のアプリケーション(safefy applications)にある。ＧＰＳは、ナビゲーションを目的としては十分なレベルの精度を与えているが、このレベルの精度では、安全性のアプリケーションをサポートするためには必ずしも十分ではない。例えば、運転手に信頼性のある安全情報を提供するためには、相対的な精度は、１ｍ以下、好ましくは０．５ｍ以下でなければならない。このような位置特定の精度を改善することが必要なケースは、例えば、次のような場合である。
（Ａ)車線特有の情報を得ること：車両のブレーキの表示は、同一車線に居る車両が、頻繁に処理する必要がある。
（Ｂ)車両の関数情報を得ること：特殊目的の車線を移動中の車両（例えば、交差点で右折用あるいは左折用の車線に居る車両）は、他の車線に居る車両とは別に処理する必要がある。
（Ｃ)近接性の位置決定：正確な位置決めは、衝突の可能性を決定するために必須である。
（Ｄ)絶対的な位置決定：公知の場所にある固定装置（例えば、ＧＰＳ信号の受信状態の悪い場所にあるロードサイド・ユニット(ＲＳＵ：Road Side Unit)）を利用する。
（Ｅ)移動性：車線に基づいた情報は、移動予測を改善する。
一般的に、安全性のアプリケーションにおいては、２台の車両間の相対的位置は、絶対的な位置よりも重要である。
【０００７】
車両間の通信に基づいた強調的な安全システムは、交通事故あるいはそれによる死亡率を減少させることができる。それ故に、車両の相対的位置を決定するシステムを改善すること及びその相対位置の精度を向上させることが、車両の安全にとって極めて重要である。特に、本発明は車両同士の相対的位置を決定する方法を提供する。相対的位置の決定の一例は、ある車両が別の車両と同一の車線を走行している、あるいは別の車両の右側あるいは左側の車線を走行している場合である。各車両が動く車線を知ることは、安全性にとって極めて重要である。その為、用語「相対的」とは、ある車両の車線の位置と他の車両の車線の位置との関係を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づいた車両の通信を利用した車両の位置を決定するシステムと方法である。
【０００９】
相対的位置の決定は、ある車両が、他の車両によりビーコンにより搬送されるＩＥＥＥ８０２．１１通信を介して提供されるデータを利用して、行なわれる。以下の説明において、車両とは、道路上を移動するエンジン付きの物体、すなわち自動車、バン、トラック、オートバイ等をいう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、第１と第２の車両の相対的位置を決定する方法において、第１車両が、（ａ)第２車両からＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づいた通信を受領するステップと、（ｂ)前記受領した通信に基づいて、前記第２車両の前記第１車両に対する相対的位置を決定するステップと、を実行する。
本発明の他の態様によれば、第１と第２の車両の相対的位置を決定する方法において、第１車両が、
（ａ)第２車両からＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づいたビーコンデータを受領するステップと、
（ｂ)周波数シフトを測定するステップと、
（ｃ)前記ビーコンデータを、前記周波数シフトと車両位置データと共に処理するステップと、
（ｄ)前記（ｃ）ステップの結果に基づいて、前記第２車両の前記第１車両に対する相対的位置を決定するステップと、
を実行する。
本発明の他の態様によれば、測定車両と被測定車両の相対的位置を決定するシステムにおいて、前記測定車両内に、ＩＥＥＥ８０２．１１の通信処理ユニットを有し、
前記通信処理ユニットは、周波数シフト測定モジュールと、ＬＯＳ／ＮＬＯＳに用いられるショート・プリアンブル自己相関モジュールとを有する。
前記通信処理ユニットは、
（ａ)被測定車両からＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づいたビーコンデータを受領し、
（ｂ)周波数シフトを測定し、
（ｃ)前記ビーコンデータを、前記周波数シフトと車両位置データと共に処理し、
（ｄ)前記結果に基づいて、前記第２車両の前記第１車両に対する相対的位置を決定する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による相対的位置の測定を用いて得られた位置決め精度を改善した例を示す。
【図２】相対的位置の測定機能を具備した車両用のＩＥＥＥ８０２．１１通信ユニットを表す図。
【図３】本発明の方法のステップを表すフローチャート図。
【図４】図３の方法のステップの詳細を表すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１において、第１の「測定」車両は車両Ａで表し、第２の「被測定」車両は車両Ｂで表す。車両ＡとＢは、三車線の高速道路を左に向かって走る。車両Ａの現在地は(ＸＡ、ＹＡ)ポイント１０１で、車両Ｂは(ＸB、ＹB)ポイント１０３で表し、これらはＧＰＳにより提供される。この測定値は誤差を含んでいる。更なる誤差は、マップのデータベースであり、両方の車両に対し不正確な車線の位置を示す。車両Ａ、Ｂの累積誤差は円１０６で示す。図１において、（誤差を含んだ)Ｘ、Ｙの値は、車両Ｂが車両Ａの右側を走っていることを示す。これは実際の状況とは当然のことながら異なっている。
【００１３】
本発明の方法は、瞬時の位置データから誤って引き出された結論を修正するものであり、車両Ｂは車両Ａの左側の車線に居ると修正する。本発明の方法により、車両Ｂと車両Ａとの位置を提供でき、その結果、組み合わされたエラーが楕円１０２にまで減少する。車両Ａが、車両Ｂの瞬時の位置をビーコン情報を通して受領し、相対位置を決めるアルゴリズムを動かす。この相対位置は、ΔＸ、ΔＹ、ΔＺで表される。ここで、ΔＸ＝ＸＢ−ＸＡと、ΔＹ＝ＹＢ−ＹＡと、ΔＺ＝ＺＢ−ＺＡである。この場合、Ｚ（高さ方向)は、両方の車両にとって同一であり、よって無視する。
【００１４】
図２において、相対位置の決定は、車両Ａに搭載された車両用のＩＥＥＥ８０２．１１通信／処理ユニット２００で処理される。このユニット２００は、送信用の８０２．１１ＯＦＤＭモデム２０２と、８０２．１１ＭＡＣモジュール２０８と、ＧＰＳ受信機２１０と、中央処理装置(ＣＰＵ)２１２とを有する。ＯＦＤＭモデム２０２は、周波数シフト測定モジュール２０４と、ショート・プリアンブル自己相関モジュール２０６とを有する。これらは図に示したとおりに接続されている。
【００１５】
図３は、本発明により車両の相対位置を決定する方法のステップのフローチャートである。ステップ３００において、車両Ｂからのビーコンデータを、車両Ａ内のモデム２０２が受領する。このビーコンデータは、車両Ｂの位置と速度ベクトルを含む。ステップ３０２において、周波数シフトが周波数シフト測定モジュール２０４で測定される。一実施例においては、ステップ３０２において、ＬＯＳ／ＮＬＯＳ表示を、モデム２０２からＣＰＵ２１２が読み取る。これは、モジュール２０６により提供される自己相関を用いて行なわれる。この測定した周波数シフトを、式（１)を用いて計算した値と比較する。これはステップ３０４の一部として行なわれる。２台の車両の相対位置は、車両Ａにより、車両Ａと車両Ｂの絶対位置と速度と、測定した周波数シフトと、ＬＯＳ／ＮＬＯＳ表示を用いて、ステップ３０４で行なわれる。
【００１６】
この決定は、ＡＯＡ(Angle-Of-Arrival：到来角)三角法を利用する。この三角法の関数は、異なるＡＯＡを有する車両Ａにより行なわれた複数個の読み取り情報を必要とする。ＡＯＡはドップラーシフト(Doppler shift)を用いて決定される。このドップラーシフトは、周波数シフトから計算され、車両Ａと車両Ｂの相対的速度ベクトルに依存する。周波数シフトは、次式で与えられる。
式（１)
ΔＶは、車両Ａと車両Ｂの速度ベクトル差である。ΔＸ、ΔＹは、２つの車両間の位置の差であり、Δheadingは、２台の車両間の速度角度である。すなわち、速度の方向の差、即ち速度ベクトルのフェーズの差である。周波数シフトの式は非線形であり、その解決法は公知である。クロック・ソース・シフト(clock source shift)は、車両Ａと車両Ｂのクロック・ソース間の差であり、これは未知であるが、方程式解法手順の一部として解くことができる（図４のステップ４１４)。
【００１７】
Ｚは、同一であり、間挿プロセスの間は、変わらないものとする。未知のものは、「エラー（err)」後置(postfix)の付いたパラメータ全てであり、これは測定値の誤差を表す。例えば、heading errは、headingの誤差であり、Ｖｅｒｒは、相対速度差ΔＶの誤差である。周波数シフトは全てのビーコン・パケットに対し測定される。複数の測定値を用いて、式（１)の未知のパラメータを解く。未知のパラメータの値は、相対的位置の予測値になる。この予測値の質は、データポイントの数を多くすることにより、改善する。
【００１８】
これらのスキームは８０２．１１標準で可能となる。この標準により、ビーコン・メッセージが規定される。このビーコン・メッセージは、車両間の通信ユニットにより送信されたＧＰＳ情報を含む。他の無線プロトコルは、この情報を提供せず、このスキームを使用することはできない。
【００１９】
図４は図３のステップの詳細を示す。ステップ４００において、ビーコン・データを、車両Ａが車両Ｂから受領する。ビーコン・データのコンテンツは、ステップ４０２でチェックされ、処理すべきか否かを決定する。２台の車両間の相対位置が、最後の処理から変化していない場合には、この処理は有効なデータを提供せずスキップされる。例えば、２台の車両の相対位置が、１ｍ以下しか変わらない場合には、この操作を中止する。それ以外は、ステップ４０４に進む。
【００２０】
ステップ４０４において、周波数シフト好ましくはＬＯＳ／ＮＬＯＳ表示が、車両Ａの周波数シフト測定モジュール２０４から、ＣＰＵ２１２で読み出される。ＬＯＳ／ＮＬＯＳ表示は、ショート・プリアンブル自己相関(short-preamble autocorrelation )の結果に基づき、ショート・プリアンブル自己相関モジュール２０６から読み出されるが、これは相関結果のピーク数と振幅を用いて行なわれる。これは従来公知のものである。ＬＯＳの場合には、支配的な反射が存在し、最強の相関ピークは他のものよりも遥かに大きい。ＮＬＯＳの場合には、主要放射波(dominant ray)は存在せず、相関結果は、似たような振幅値の複数のピークを示す。ＮＬＯＳ表示をステップ４０８で用いて、経験則(heuristics)を適用する。
【００２１】
ステップ４０６において、測定車両と被測定車両の両方のタイムベースが以下の様にして統合される。車両ＡのＧＰＳは、ＧＰＳ受信機２１０から毎秒新たな結果が提供される（更新される)。この更新は、車両Ｂからのビーコン到着と相関関係を有さず、これは、ＭＡＣモジュール２０８からの到着情報と同様である。加速とハンドルの回転角（steering angle)の変更の事象(events)も相関関係がない。両方の車両の事象が、ＣＰＵ２１２に相関関係なく到着するので、間挿法を用いて両方の車両からの事象を設定して、単一のタイムベースでＣＰＵに到着するようにする。すなわち、車両Ｂの測定値は、車両Ａの測定値と同時にＣＰＵ２１２に到着したかのように修正される。この修正結果を用いて位置の調整値が得られる。簡単な線形修正法を用いた代表的な位置調整は、式（２)で与えられる。より複雑な間挿／修正方法も用いることもできる。
【００２２】
式（２)
ここで「Ａ」と「Ｂ」は、それぞれの車両を表し、Ｔｄｉｆｆは、間挿時間である、すなわち、測定値の到着から新たなタイムベースまでの時間であり、ステアリング角は、ハンドルの回転角度であり、ＸＢａｄとＹＢａｄｊは、車両Ｂのための調整したＸとＹの値である。
【００２３】
一例を示す。車両ＡのＧＰＳの更新値は、０ｓ、１ｓ、２ｓで到着し、車両ＢのＧＰＳの更新値は、０．５ｓ、１．５ｓ、２．５ｓで到着し、その直後に車両Ａに送信されるものとする。車両Ｂの位置と速度の情報は、車両Ａのそれと同時刻に受領したかのように調整される。車両Ｂから０．５ｓの時間に到着した情報を修正して、１ｓの時点での車両Ｂの位置を予測する。この為に、車両Ｂが（１ｓ−０．５ｓ＝０．５ｓ）の時間の間に動いた距離を、車両Ｂの速度情報を用いて予測する。
【００２４】
車両Ａと車両Ｂの速度ベクトルは、ユークリッド幾何学数式(Euclidean arithmetic)を用いて減算される。速度角は以下のように提供される。すなわち、第１要素は、２つの車両間の高さの差を考慮する。Ａｔａｎ２は、逆正接関数（arctangent function）であり、ａｔａｎ（ｙ、ｘ)の代わりにａｔａｎ２（ｙ、ｘ)としての値を表す。
式（３)
速度は次式である。
式（４)
【００２５】
例えば、２台の車両が対向して動く場合には、相対速度は２台の車両の速度の和であり、前後して同一方向に動く場合には、相対速度は２台の車両の速度の差である。
【００２６】
ステップ４０８において、ＮＬＯＳ経験則を適用して、相対的位置の測定値の精度を上げる。ドップラーシフトの測定値は、ＬＯＳの主要放射波が存在する時のみ正確である。それがない場合には、様々な対象物からの反射が、拡散(ドプラー拡散)を引き起こし、正確なドップラーシフトを検知することができない。
【００２７】
ＮＬＯＳの間、複数の固定センサ間の距離の測定値をサポートする議論は、非特許文献１、２を含む様々な文献に開示されている。非特許文献１、２では、ＮＬＯＳ状態の下で採られた測定値は無視している。これは、車両環境において有効なオプションではない。非特許文献２は、測定値を経験則基づいた計算されたファクタで掛け算している。本発明者らは、交通環境においてこれらの経験則が従来使用されいないと認識している。そのため、交通環境おける経験則は次のようになる。
【００２８】
ストレート・ロード・ブロッキング(Straight road blocking)：測定車両の前にある車両は、背の高い車両により、遮られている。被測定車両は、受信可能であるが、ＬＯＳ放射波存在しない。反射波(reflections)が横の対象物(別の車線の車両)から到達する。
カーブ・ブロッキング(Curve blocking)：ＬＯＳはカーブで失われる。例えば、音響の壁が配置される場合である。
交差点におけるブロッキング(Intersection blocking)：交差点の周りのビルが、直接放射波をブロックする。
経験則は、この３つの状態のそれぞれに対する測定値に適用されるオフセット(offset)である。
【００２９】
選択された経験則(測定値のオフセット)が、マップ情報を用いて決定される。マップは、ナビゲーションのデータベースから取り出されるか、あるいは特許文献１に記載された受信したビーコンを用いて局部的に習得される。このマップを解析して、上記の３つの場合に従い、運転状態をクラス分けする。
【００３０】
ステップ４１０において、測定重み付け係数(measurement weights)が計算されて、結果の精度を改善する。重み付けのプロセスは、測定値の正確さのゆう度（可能性）を考慮している。誤ったと推定される測定値の影響を最小にする。これは、より信頼性の高い測定値がより大きな重みを有するためである。
速度変化(Spped change)：瞬間速度の不正確さの可能性を増大させる。その為、前の速度とは異なる速度を有する測定値の重みを下げなければならない。
走行方向変化(Heading change)：これは、カーブを運転中あるいは測定値の誤差から得られたものである。後者は小さな重み係数で調整される。車両がカーブ内を走行している時は、測定が行なわれた時点の実際の走行方向は、パケットの受領時と完全には整合していない。これは重み係数を下げる別の理由である。その為、前とは異なる走行方向を有する測定値の重みを低くしなければならない。例えば、車両Ｂが一定の速度で走行しておりその後に加速し現在の速度を維持しているとする。この測定値は、車両Ｂが一定の速度で走行しており加速する前後でおこなわれた場合、加速時の測定値よりもより大きな重み（かつ重要性)を有する。
【００３１】
ステップ４１２において、速度ベクトルの誤差を決める。速度ベクトルの誤差が発生する理由は、２つの車両間の高さの差と、不正確な速度測定値である。このステップは、両方の理由が存在しない場合には、スキップされる。速度ベクトルの誤差の計算は、全ての測定値の誤差(速度の誤差と速度角の誤差)を平均化することに基づく。２つの連続する測定値の位置の差は、速度ベクトルに一致する。
【００３２】
速度の誤差は、次式で与えられる。
式（５)
速度角の誤差は、次式で与えられる。
式（６)
【００３３】
例えば、与えられた速度が一定の誤差を含む場合には、２つのＧＰＳの更新の間の距離は、速度とは一貫性がない。例えば、誤差が０．１ｍ／ｓの場合には、１０秒後には１ｍの誤差が位置の変化として累積する。これらの不一致は、ステップ４１２で考慮される。
【００３４】
潜在的ＧＰＳ誤差のサーチは、ステップ４１４で実行される。このサーチは、測定した周波数シフトと、式（１)を用いて計算した予測値とを比較することにより、行なう。このサーチにより、ＧＰＳ誤差の値を見つけ出す。この値は、測定した周波数シフトと計算した周波数シフトとの間の最小二乗誤差を生成する。
【００３５】
最後のステップ４１６を用いて車線の不明確さを解決する。２つの結果（２つの潜在的ＧＰＳ誤差)が見い出されが、これはステップ４１４の非線形の式を解きながら行なう。ドップラーベースの予測値を用いてｃｏｓ（ＡＯＡ)を予測する。コサイン(cosine)は、対称関数即ちｃｏｓ（α)＝ｃｏｓ（−α)であるので、ＡＯＡの符号は不明である。これは、２台の車両間の相対的水平方向の位置となるが、被測定車両が測定車両の右側あるいは左側かどちらに位置しているかは、不明である。このような不明確さを解く方法は、最大ＧＰＳ誤差値を用いて不合理な値を排除し、道路上の車線数に関する情報を得て、あるべき車線数が見い出されたか否かを宣言することである。例えば、最大ＧＰＳエラーが３ｍであり、車線の幅が２．５ｍ、誤差が０ｍの場合には、不明確さは存在しない。その理由は、潜在的なエラーは５ｍだからである（２×２．５ｍ−２レーン離れている)。これは、最大ＧＰＳ誤差よりも大きいからである。
【００３６】
言い換えると、車両Ｂが車両Ａの側面２ｍにいることが判っているとする。不明確さの為に、これは。車両Ａの右側２ｍか左側２ｍかである。右側にいた場合の誤差が０ｍであるとすると、左側にいる場合の誤差は４ｍである。最大ＧＰＳの誤差が３ｍの場合には、車両Ｂは車両Ａの左側にいるとすることはあり得ない。更に車両間で行なわれるデータ交換（例えば、車両Ａがその周りにいる全ての車両のリストをブロードキャストし、そして他の車両も同じことをするとする)は、車両アンカー(vehicle anchors)を提供し、道路上の車両の相対的位置を決定することができる。即ち、車両Ａと車両Ｂが１車線離れおり、車両Ｂと車両Ｃが１車線離れており、車両Ａが車両Ｃよりも２車線左側にいる場合には、車両Ｂは車両Ｃの左側の車線上にいることになる。このような不明確さを成功裏解決することにより、ＧＰＳ誤差の結果値を高精度にすることができる。
【００３７】
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。用語「又は」に関して、例えば「Ａ又はＢ」は、「Ａのみ」、「Ｂのみ」ならず、「ＡとＢの両方」を選択することも含む。特に記載のない限り、装置又は手段の数は、単数か複数かを問わない。
【符号の説明】
【００３８】
２００：ＩＥＥＥ８０２．１１通信／処理ユニット
２０２：８０２．１１ＯＦＤＭモデム
２０４：周波数シフト測定モジュール
２０６：ショート・プリアンブル自己相関モジュール
２０８：８０２．１１ＭＡＣモジュール
２１０：ＧＰＳ受信機
２１２：中央処理装置(ＣＰＵ)
図３
３００：ビーコンデータを得る。
３０２：周波数シフトと相関結果を読み取る。
３０４：周波数シフトと両方の車両の位置と速度に基づいて相対的位置を予測する。
図４
４００：被測定車両からのビーコンデータを受領する。
４０２：処理が必要かをチェックする。
４０４：モデムから周波数シフト＆ＬＯＳ／ＮＬＯＳを読み取る。
４０６：両方の車両からデータのタイムベースを統合する。
４０８：ＮＬＯＳの経験則を適用する。
４１０：測定重み付けを計算する。
４１２：速度ベクトル誤差を決定する。
４１４：潜在的位置誤差をサーチする。
４１６：車線の不明確さを解決する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１と第２の車両の相対的位置を決定する方法において、
第１車両が、
（ａ)第２車両からＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づいた通信を受領するステップと、
（ｂ)前記受領した通信に基づいて、前記第２車両の前記第１車両に対する相対的位置を決定するステップと、
を実行する
ことを特徴とする第１と第２の車両の相対的位置を決定する方法。
【請求項２】
前記（ａ）ステップは、（ａ１)前記第２車両からビーコンデータを有するビーコンを受領するステップを有し、
前記（ｂ)ステップは、
（ｂ１)前記ビーコンの受領に関連する周波数シフトを測定するステップと、
（ｂ２)前記測定した周波数シフトとビーコンデータに基づいて、前記第２車両の位置を決定するステップ
を有する
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記（ｂ２)ステップは、（ｂ２１)各車両の絶対的ＧＰＳ位置と速度データを用いるステップを有する
ことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記（ｂ２)ステップは、（ｂ２２）ＬＯＳ指示又はＮＬＯＳ指示を用いるステップを有する
ことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記（ｂ２)ステップは、（ｂ２３)前記第１車両と第２車両のタイムベースを統合するステップを有する
ことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項６】
前記（ｂ２)ステップは、（ｂ２４)前記測定した周波数シフトと計算上の周波数シフトを比較するステップを有する
ことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項７】
前記（ｂ２２)ステップは、ＮＬＯＳ経験則を用いるステップを含む
ことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項８】
第１と第２の車両の相対的位置を決定する方法において、
第１車両が、
（ａ)第２車両からＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づいたビーコンデータを受領するステップと、
（ｂ)周波数シフトを測定するステップと、
（ｃ)前記ビーコンデータを、前記周波数シフトと車両位置データと共に処理するステップと、
（ｄ)前記（ｃ）ステップの結果に基づいて、前記第２車両の前記第１車両に対する相対的位置を決定するステップと、
を実行する
ことを特徴とする第１と第２の車両の相対的位置を決定する方法。
【請求項９】
前記車両位置データは、前記第１車両と第２車両のＧＰＳベースの位置を含む
ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記車両位置データは、前記第１車両と第２車両の非ＧＰＳベースの位置を含む
ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記（ｃ)ステップは、（ｃ１)前記測定した周波数シフトと計算上の周波数シフトを比較するステップを有する
ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１２】
前記（ｃ)ステップは、（ｃ２)前記第１車両と第２車両のタイムベースを統合するステップを有する
ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１３】
前記（ｃ)ステップは、（ｃ３）ビーコンデータを、周波数シフトと車両位置データとＬＯＳ指示又はＮＬＯＳ指示と共に、処理するステップを有する
ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１４】
前記（ｃ)ステップは、（ｃ４）ＮＬＯＳ経験則を用いるステップを含む
ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１５】
測定車両と被測定車両の相対的位置を決定するシステムにおいて、
前記測定車両内に、ＩＥＥＥ８０２．１１の通信処理ユニットを有し、
前記通信処理ユニットは、
周波数シフト測定モジュールと、
ＬＯＳ／ＮＬＯＳに用いられるショート・プリアンブル自己相関モジュールと
を有し、
前記通信処理ユニットは、
（ａ)被測定車両からＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づいたビーコンデータを受領し、
（ｂ)周波数シフトを測定し、
（ｃ)前記ビーコンデータを、前記周波数シフトと車両位置データと共に処理し、
（ｄ)前記結果に基づいて、前記第２車両の前記第１車両に対する相対的位置を決定する
ことを特徴とする測定車両と被測定車両の相対的位置を決定するシステム。
【請求項１】
第１と第２の車両の相対的位置を決定する方法において、
第１車両が、
（ａ)第２車両からＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づいた通信を受領するステップと、
（ｂ)前記受領した通信に基づいて、前記第２車両の前記第１車両に対する相対的位置を決定するステップと、
を実行する
ことを特徴とする第１と第２の車両の相対的位置を決定する方法。
【請求項２】
前記（ａ）ステップは、（ａ１)前記第２車両からビーコンデータを有するビーコンを受領するステップを有し、
前記（ｂ)ステップは、
（ｂ１)前記ビーコンの受領に関連する周波数シフトを測定するステップと、
（ｂ２)前記測定した周波数シフトとビーコンデータに基づいて、前記第２車両の位置を決定するステップ
を有する
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記（ｂ２)ステップは、（ｂ２１)各車両の絶対的ＧＰＳ位置と速度データを用いるステップを有する
ことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記（ｂ２)ステップは、（ｂ２２）ＬＯＳ指示又はＮＬＯＳ指示を用いるステップを有する
ことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記（ｂ２)ステップは、（ｂ２３)前記第１車両と第２車両のタイムベースを統合するステップを有する
ことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項６】
前記（ｂ２)ステップは、（ｂ２４)前記測定した周波数シフトと計算上の周波数シフトを比較するステップを有する
ことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項７】
前記（ｂ２２)ステップは、ＮＬＯＳ経験則を用いるステップを含む
ことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項８】
第１と第２の車両の相対的位置を決定する方法において、
第１車両が、
（ａ)第２車両からＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づいたビーコンデータを受領するステップと、
（ｂ)周波数シフトを測定するステップと、
（ｃ)前記ビーコンデータを、前記周波数シフトと車両位置データと共に処理するステップと、
（ｄ)前記（ｃ）ステップの結果に基づいて、前記第２車両の前記第１車両に対する相対的位置を決定するステップと、
を実行する
ことを特徴とする第１と第２の車両の相対的位置を決定する方法。
【請求項９】
前記車両位置データは、前記第１車両と第２車両のＧＰＳベースの位置を含む
ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記車両位置データは、前記第１車両と第２車両の非ＧＰＳベースの位置を含む
ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記（ｃ)ステップは、（ｃ１)前記測定した周波数シフトと計算上の周波数シフトを比較するステップを有する
ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１２】
前記（ｃ)ステップは、（ｃ２)前記第１車両と第２車両のタイムベースを統合するステップを有する
ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１３】
前記（ｃ)ステップは、（ｃ３）ビーコンデータを、周波数シフトと車両位置データとＬＯＳ指示又はＮＬＯＳ指示と共に、処理するステップを有する
ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１４】
前記（ｃ)ステップは、（ｃ４）ＮＬＯＳ経験則を用いるステップを含む
ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１５】
測定車両と被測定車両の相対的位置を決定するシステムにおいて、
前記測定車両内に、ＩＥＥＥ８０２．１１の通信処理ユニットを有し、
前記通信処理ユニットは、
周波数シフト測定モジュールと、
ＬＯＳ／ＮＬＯＳに用いられるショート・プリアンブル自己相関モジュールと
を有し、
前記通信処理ユニットは、
（ａ)被測定車両からＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づいたビーコンデータを受領し、
（ｂ)周波数シフトを測定し、
（ｃ)前記ビーコンデータを、前記周波数シフトと車両位置データと共に処理し、
（ｄ)前記結果に基づいて、前記第２車両の前記第１車両に対する相対的位置を決定する
ことを特徴とする測定車両と被測定車両の相対的位置を決定するシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２０１１−５２８４３３（Ｐ２０１１−５２８４３３Ａ）
【公表日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１８０３４（Ｐ２０１１−５１８０３４）
【出願日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００９／０５１７６９
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／００７５３９
【国際公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（５１１００４５９７）オートトークス エルティディ (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００９／０５１７６９
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／００７５３９
【国際公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（５１１００４５９７）オートトークス エルティディ (2)
【Ｆターム（参考）】
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