車両位置検出システム
【課題】本発明は、車両位置をより高精度で検出できる車両位置検出システムを提供することを課題とする。
【解決手段】自車の位置を検出することができる車両位置検出システム１０において、自車に搭載され、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部１２と、自車に搭載され、交差点手前に配置される光ビーコンからの光ビーコン情報を受信する光ビーコン通信手段１４と、自車に搭載され、光ビーコン通信手段１４で光ビーコン情報を受信したら、この光ビーコンの情報に基づいて自車の位置を補正する中央処理装置１９とを備えている。
【解決手段】自車の位置を検出することができる車両位置検出システム１０において、自車に搭載され、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部１２と、自車に搭載され、交差点手前に配置される光ビーコンからの光ビーコン情報を受信する光ビーコン通信手段１４と、自車に搭載され、光ビーコン通信手段１４で光ビーコン情報を受信したら、この光ビーコンの情報に基づいて自車の位置を補正する中央処理装置１９とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両位置検出システムに関し、特に、ＧＰＳ（Global positioning system)信号および光ビーコン情報を利用して車両位置を検出する車両位置検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車の位置を検出する装置としてＧＰＳ信号を利用した装置が用いられていた（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第３７７３０４０号（図１、段落番号［００３１］）
【０００３】
特許文献１の図１に示されるように、アンテナＡＴｇｐｓ（符号は特許文献１に記載のものを使用。）を介してＧＰＳ信号を受信したＤＧＰＳ１３は自車の現在位置を測位する。
ところで、ＧＰＳ信号に基づいて検出される位置の誤差は３０メートルと言われている。検出された位置と実際の位置との誤差を小さくすることが期待されるところである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、車両位置をより高精度で検出できる車両位置検出システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、自車の位置を検出することができる車両位置検出システムにおいて、自車に搭載され、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部と、自車に搭載され、交差点手前に配置される光ビーコンからの光ビーコン情報を受信する光ビーコン通信手段と、自車に搭載され、光ビーコン通信手段で光ビーコン情報を受信したら、この光ビーコンの情報に基づいて自車の位置を補正する中央処理装置とを備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、光ビーコン情報は、自車が走行する走行線を内容とする自車線情報と、当該光ビーコンの位置座標を内容とする位置座標情報とを含むことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る発明は、中央処理装置は、光ビーコン通信手段が光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、光ビーコン通信手段で受信した光ビーコン情報に基づいて自車位置を演算すると共に、自車位置を記憶手段に記憶する又は演算した自車位置を表示部に表示することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る発明は、中央処理装置は、光ビーコン通信手段が光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、位置座標情報の座標を基点とした自立航法による自車位置を優先し、所定条件から外れたら、ＧＰＳ受信部で受信したＧＰＳ信号に基づいて演算される自車位置を優先することを特徴とする。
【０００９】
請求項５に係る発明は、中央処理装置は、光ビーコン情報の位置座標情報を他車と交換する通信手段を備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係る発明は、中央処理装置は、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた自車位置と、通信手段で受信され、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた他車位置とに基づいて、自車と他車との近接予測を行う車両近接予測手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、自車に搭載された光ビーコン通信手段で光ビーコン情報を受信したら、この光ビーコンの情報に基づいて自車の位置を補正する中央処理装置とを備えた。
光ビーコンは、地上に固定的に設置されているため、自己の位置については極めて正確な位置情報を発することができる。このような光ビーコン情報に基づいて自車の位置を補正するため、自車位置を高精度に検出することができるという利点がある。
【００１２】
請求項２に係る発明では、光ビーコン情報は、自車が走行する走行線を内容とする自車線情報と、当該光ビーコンの位置座標を内容とする位置座標情報とを含む。特に、自車線情報に基づいて自車がどの車線を走行しているかが明確になる。車線が明確になれば、並走している他車や対向する他車との相互位置を明確化するときに有効である。
【００１３】
請求項３に係る発明では、中央処理装置は、光ビーコン通信手段が光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、光ビーコン通信手段で受信した光ビーコン情報に基づいて自車位置を演算すると共に、自車位置を記憶手段に記憶する又は演算した自車位置を表示部に表示する。
ＧＰＳ受信部を有しているが、光ビーコン情報を受けたときには、この光ビーコン情報を優先する。一定時間内や一定距離内など所定条件内であれば、ＧＰＳ情報に切り替えないで走行を維持する。これにより、ＧＰＳ情報により位置検出よりも高い精度の自車位置検出が得られる。
【００１４】
請求項４に係る発明では、中央処理装置は、光ビーコン通信手段が光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、位置座標情報の座標を基点とした自立航法による自車位置を優先し、所定条件から外れたら、ＧＰＳ受信部で受信したＧＰＳ信号に基づいて演算される自車位置を優先する。そのため、所定条件内では、ＧＰＳ誤差のない精度の高い自車位置を検出することができ、所定条件から外れたら、自立航法において生じた位置の誤差よりも小さな誤差で位置を検出することができる。
【００１５】
請求項５に係る発明では、中央処理装置は、光ビーコン情報の位置座標情報を他車と交換する通信手段を備えているため、ＧＰＳ誤差のない正確な自車位置座標を、車両間で交換可能になる。地図情報を持っていない車両同士であっても、交差点情報の共有、つまり注目車両の抽出が可能になる。
【００１６】
請求項６に係る発明では、中央処理装置は、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた自車位置と、通信手段で受信され、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた他車位置とに基づいて、自車と他車との近接予測を行う車両近接予測手段を備えたため、高精度で自車と他車との近接予測を行うことができ、警報などで乗員に知らせることにより、近接を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、四輪車両Ａに搭載される本発明に係る車両位置検出システムのブロック図である。車両位置検出システム１０は、自車の位置を検出することができるシステムであり、アンテナ１１を備えたＧＰＳ（Global positioning system）受信部１２と、光ビーコンを受ける受光部１３を備えた光ビーコン通信手段１４と、自車の方位を検出するジャイロセンサ１６及び車速センサ１７を備えて自車の進行方向や移動速度を制御する慣性航法システム（ＩＮＳ）１５と、地図を含むナビゲーション（ＮＡＶＩ）システム１８と、このナビゲーション（ＮＡＶＩ）システム１８や光ビーコン通信手段１４から情報を得て情報を処理する中央処理装置１９を備えている。
【００１８】
また、車両位置検出システム１０は、アンテナ２０を備えた他車との通信手段２１と、車両情報インターフェース（Ｉ／Ｆ）２２を備えている。さらに、車両位置検出システム１０は、ＨＵＤ（Head Up Display)２３と表示部２４と音声情報再生手段２５を備えている。また、中央処理装置１９は記憶手段２６と車両近接予測手段２７を備えている。
【００１９】
図２は、当該車両位置検出システムの四輪車両Ａ上への搭載例を示した斜視図であり、四輪車両Ａのダッシュボード上面２ａ（１はボンネット）には、ＧＰＳ信号を受信するアンテナ１１が取り付けられ、インストルメント・パネル２には、ＨＵＤ２３と表示部２４と音声情報再生手段２５が取り付けられる。また、ルーフ３の上部には、光ビーコン情報をのせた近赤外光などの光信号を受光する受光部１３と、他者との通信のためのアンテナ２０が取り付けられている。
【００２０】
さらに、四輪車両Ａの後部には、ＧＰＳ受信部１２と光ビーコン通信手段１４と慣性航法システム（ＩＮＳ）１５とジャイロセンサ１６とナビゲーション（ＮＡＶＩ）システム１８と中央処理装置１９と他車との通信手段２１と車両情報インターフェース（Ｉ／Ｆ）２２がボックス７に納められ搭載される。また、中央処理装置１９は記憶手段２６と車両近接予測手段２７を備えている。さらに車輪８，９の近傍には車速センサ１７が取り付けられている。
【００２１】
以下、図１に戻り、車両位置検出システム１０の各ブロックの機能を説明する。
ＧＰＳ受信部１２は、複数の人工衛星であるＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するための装置である。ＧＰＳ受信部１２は、通常のＧＰＳでもよいし、Ｄ−ＧＰＳ（Differential ＧＰＳ）などであってもよい。
【００２２】
光ビーコン通信手段１４は、幹線道路の交差点手前に配置される光ビーコンからの近赤外光等にのせた光ビーコン情報を受光部１３を介して受信する装置である。この光ビーコン通信手段１４は、光ビーコン情報の受信だけでなく、光ビーコンに情報を送信できる手段でもよい。この光ビーコン通信手段１４で受信する光ビーコン情報は、自車が走行する走行線を内容とする自車線情報と、光ビーコンの位置座標を内容とする位置座標情報を含んでいる。
【００２３】
ジャイロセンサ１６は、自車のヨーレートを検出する装置である。車速センサ１７は、自車の車輪の回転パルスを元に自車両の車速を検出する装置である。慣性航法システム（ＩＮＳ）１５は、ジャイロセンサ１６からのヨーレート値と、車速センサ１７からの車速値とから、自車の現在位置を推定演算する装置である。ナビゲーション（ＮＡＶＩ）システム１８は、測位された現在位置を電子地図上にマッピングする装置である。
【００２４】
他車との通信手段２１は、アンテナ２０を介して車両間で直接通信（車車間通信）する装置である。この装置は、近傍に他車や道路側の無線通信設備がない場合でも、一定のインターバルで自車位置や自車の種類を送信する。なお、通信手段として、道路側の中継を経る（路車間通信、または車路車間通信）を行う装置でもよい。
【００２５】
ＨＵＤ（Head Up Display)２３は、相手車両に関する情報を周辺視野内に表示する装置である。表示部２４は、ナビ情報や各種の操作画面、車両情報等を表示する装置である。音声情報再生手段２５は、音声メッセージや警告音を発生する装置である。
【００２６】
中央処理装置１９は、全体の装置の制御を中心的に司る装置であり、また、自車に搭載され、光ビーコン通信手段１４で光ビーコン情報を受信したら、この光ビーコンの情報に基づいて自車の位置を補正する機能を有している。さらに、中央処理装置１３は、光ビーコン通信手段１４が光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、光ビーコン通信手段１４で受信した光ビーコン情報に基づいて自車位置を演算すると共に演算した自車位置を表示部２４に表示する又は自車位置を記憶手段２６に記憶する。
【００２７】
また、中央処理装置１９は、光ビーコン通信手段が光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、位置座標情報の座標を基点とした自立航法による自車位置を優先し、所定条件から外れたら、ＧＰＳ受信部１２で受信したＧＰＳ信号に基づいて演算される自車位置を優先する。
【００２８】
さらに、中央処理装置１９は、光ビーコン情報の位置座標情報を他車と交換する通信手段２１を備えている。また、中央処理装置１９は、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた自車位置と、通信手段２１で受信され、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた他車位置とに基づいて、自車と他車との近接予測を行う車両近接予測手段２７を備えている。
【００２９】
図３は、二輪車両Ｂに搭載される本発明に係る車両位置検出システムのブロック図である。車両位置検出システム３０は、アンテナ３１を備えたＧＰＳ受信部３２と受光部３３を備えた光ビーコン通信手段３４と慣性航法システム（ＩＮＳ）３５とジャイロセンサ３６と車速センサ３７を備えている。また、車両位置検出システム３０は、中央処理装置３８とアンテナ３９を備えたと他車との通信手段４０と車両情報インターフェース（Ｉ／Ｆ）４１を備えている。
【００３０】
さらに、車両位置検出システム３０は、ＨＵＤ（Head Up Display)４２と音声情報提供装置４３を備えている。また、この二輪車両に乗る人のヘルメット４４は、音声受信機４５とスピーカ４６を備えている。音声情報提供装置４３と音声受信機４５との間は、無線通信手段、例えばBluetooth通信手段で接続される。また、中央処理装置３８は、記憶手段４７と車両近接予測手段４８を備えている。
【００３１】
図４は、車両位置検出システムの二輪車両Ｂ上への搭載例を示した斜視図である。二輪車両のフロントカバー４には、ＧＰＳ信号を受信するアンテナ３１と他車との通信に用いられるアンテナ３９が取り付けられ、メータペゼル５ａ（メータペゼル５ａの前方にはスクリーン５がある）には、光ビーコン情報をのせた近赤外光などの光信号を受光する受光部３３とＨＵＤ４２が取り付けられている。
【００３２】
また、シート６の下部には、ＧＰＳ受信部３２と光ビーコン通信手段３４と慣性航法システム（ＩＮＳ）３５とジャイロセンサ３６と中央処理装置３８と他車との通信手段４０と車両情報インターフェース（Ｉ／Ｆ）４１と音声情報提供装置４３が搭載されている。中央処理装置３８は記憶手段４７と車両近接予測手段４８を備えている。ヘルメット４４には、音声受信機４５とスピーカ４６が取り付けられている。また、前後輪の近傍には車速センサ３７ａ，３７ｂが取り付けられている。本システムでは、車速センサ３７ａ，３７ｂの少なくともどちらか一方を用いる。
【００３３】
以下、図３に戻り、車両位置検出システムの各ブロックの機能を説明する。
ＧＰＳ受信部３２は、複数の人工衛星であるＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するための装置である。ＧＰＳ受信部３２は、通常のＧＰＳでもよいし、Ｄ−ＧＰＳ（DifferentialＧＰＳ）などであってもよい。
【００３４】
光ビーコン通信手段３４は、幹線道路の交差点手前に配置される光ビーコンからの近赤外光等にのせた光ビーコン情報を受光部３３を介して受信する装置である。この光ビーコン通信手段３４は、光ビーコン情報の受信だけでなく、光ビーコンに情報を送信できる手段でもよい。この光ビーコン通信手段３４で受信する光ビーコン情報は、自車が走行する走行線を内容とする自車線情報と、光ビーコンの位置座標を内容とする位置座標情報を含んでいる。
【００３５】
ジャイロセンサ３６は、自車のヨーレートを検出する装置である。車速センサ３７は、車輪の回転パルスを元に自車両の車速を検出する装置である。慣性航法システム（ＩＮＳ）３５は、ジャイロセンサ３６からのヨーレート値と、車速センサ３７からの車速値とから、自車の現在位置を推定演算する装置である。
【００３６】
他車との通信手段４０は、車両間で直接通信（車車間通信）する装置である。この装置は、近傍に他車や道路側の無線通信設備がない場合でも、一定のインターバルで自車位置や自車の種類を送信する。なお、通信手段として、道路側の中継を経る（路車間通信、または車路車間通信）を行う装置でもよい。ＨＵＤ（Head Up Display)４２は、相手車両に関する情報を周辺視野内に表示する装置である。
【００３７】
音声情報提供装置４３は、音声メッセージや警告音などの音声情報を、例えば、Bluetoothなど無線通信手段でヘルメット４４に備えられた音声受信機４５に送信する装置である。ヘルメット４４に備えられた音声受信機４５は、音声情報提供装置４３から送信された音声メッセージや警告音などの音声情報を受信し、スピーカ４６によって音声メッセージや警告音を発生させる。
【００３８】
中央処理装置３８は、全体の装置の制御を中心的に司る装置であり、また、自車に搭載され、光ビーコン通信手段３４で光ビーコン情報を受信したら、この光ビーコンの情報に基づいて自車の位置を補正する機能を有している。さらに、中央処理装置３８は、光ビーコン通信手段３４が光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、光ビーコン通信手段３４で受信した光ビーコン情報に基づいて自車位置を演算すると共に演算した自車位置を表示部に表示する又は自車位置を記憶手段４７に記憶する。
【００３９】
また、中央処理装置３８は、光ビーコン通信手段３４が光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、位置座標情報の座標を基点とした自立航法による自車位置を優先し、所定条件から外れたら、ＧＰＳ受信部３２で受信したＧＰＳ信号に基づいて演算される自車位置を優先する。
【００４０】
さらに、中央処理装置３８は、光ビーコン情報の位置座標情報を他車と交換する通信手段４０を備えている。また、中央処理装置３８は、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた自車位置と、通信手段４０で受信され、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた他車位置とに基づいて、自車と他車との近接予測を行う車両近接予測手段４８を備えている。
【００４１】
図５は、四輪車両ＡのＧＰＳ受信部１２と光ビーコン通信手段１４と慣性航法システム（ＩＮＳ）１５とナビゲーション（ＮＡＶＩ）システム１８における測位機能の主要部の構成を示したブロック図であり、図１と同一の符号は同一または同等部分を表している。
ＧＰＳ受信部１２において、ＧＰＳ測位部１２１は、複数のＧＰＳ電波の受信時刻に基づいて現在位置を周期的に測位する。測位結果記憶部１２２には、最新の測位結果が記憶される。
【００４２】
光ビーコン通信手段１４において、光ビーコン情報取得部１４１は、受信した光ビーコン信号から光ビーコンの位置情報と自車線情報と交差点情報を取得する。情報記憶部１４２には、光ビーコンの位置座標情報と自車線情報と交差点情報が記憶される。
【００４３】
慣性航法システム（ＩＮＳ）１５の走行ベクトル算出部１５１は、車速センサ１７により検知された車速およびジャイロセンサ１６により検知された方位に基づいて、自車両の走行ベクトル（車速および進行方向）を算出する。ＩＮＳ演算部１５２は、自車両の現在位置を、測位結果および走行ベクトルに基づいて、現在位置が始点として登録された走行ベクトル（以下、走行位置ベクトルと表現する）として周期的に算出する。算出結果は更新部１５３により、走行位置ベクトル記憶部１５４へ更新登録される。
【００４４】
ＮＡＶＩシステム１８において、マッピング部１８１は、地図上位置更新部１８２から通知される自車の現在位置および地図データベース（ＤＢ）１８３に予め記憶されている電子地図情報に基づいて、現在位置を電子地図上にマッピングし、これを地図上位置更新部１８２へ通知する。地図上位置更新部１８２は、通知された自車の地図上位置を地図上位置記憶部１８４へ登録する。地図上位置および走行位置ベクトルは中央処理装置１９へ提供される。また、光ビーコン通信手段１４からＶＩＣＳ(Vehicle Information and Communication System)情報を受け取りＶＩＣＳ情報処理部１８５で処理し、中央処理装置１９に送る。
【００４５】
図６は、二輪車両Ｂに搭載されるＧＰＳ受信部３２と光ビーコン通信手段３４と慣性航法システム（ＩＮＳ）３５の主要部の構成を示したブロック図であり、図３と同一の符号は同一または同等部分を表している。
ＧＰＳ測位部３２１は、複数のＧＰＳ電波の受信時刻に基づいて現在位置を周期的に測位する。測位結果記憶部３２２には最新の測位結果が記憶される。
【００４６】
光ビーコン通信手段３４において、光ビーコン情報取得部３４１は、受信した光ビーコン信号から光ビーコンの位置情報と自車線情報と交差点情報を取得する。情報記憶部３４２には、光ビーコンの位置座標情報と自車線情報と交差点情報が記憶される。
【００４７】
走行ベクトル算出部３５１は、車速センサ３７により検知された車速およびジャイロセンサ３６により検知された方位に基づいて、自車両の走行ベクトルを算出する。ＩＮＳ演算部３５２は、測位結果および走行ベクトルに基づいて自車両の走行ベクトルを周期的に算出する。算出結果は更新部３５３により走行位置ベクトル記憶部３５４へ更新登録される。
【００４８】
次に本実施形態の車両位置検出システムを利用するときの手順と各装置での処理を図７〜図１２を用いて詳細に説明する。また図７は、道路での車両の位置を示す図である。図７において、符号５０は道路、符号５１Ａ，５１Ｂは光ビーコン、符号５２はＧＰＳ衛星、符号５３は、光ビーコンを受信する前の車両、符号５４は、光ビーコンを受信したときの車両、符号５５は、光ビーコンを受信した後、所定の条件以外の範囲での車両を示す。また、符号５６は他車（二輪車両）を示す。
【００４９】
まず、図７に示すように、光ビーコンを受信する前の車両５３での車両位置検出システムの動作を図８のフローチャートにより説明する。
ステップＳ１１：ＧＰＳ測位部１２１は、ＧＰＳ衛星信号から自車位置を算出する。
ステップＳ１２：慣性航法システム（ＩＮＳ）１５は、ＧＰＳ測位結果と、ジャイロセンサ１６、車速センサ１７からの信号を元に、ＧＰＳ衛星信号の周期（１秒）よりも短い周期（例えば１００ｍ秒毎）で自車位置を推定する。
ステップＳ１３：他車との通信手段２１は、推定された自車位置を間欠的（例えば１００ｍ秒毎）に、周囲に送信している。
【００５０】
次に、図７の車両５４に示すように車両が自車線上の光ビーコン５１からの信号を受信した場合の動作を図９のフローチャートで説明する。
ステップＳ２１：車両の光ビーコン通信手段１４が、道路上の光ビーコン５１Ａからの光ビーコン情報を受信する。
ステップＳ２２：光ビーコン通信手段１４は、光ビーコン５１Ａから送られてくるデータから、ビーコン受信地点の測量済み位置座標、自車線情報（車線番号）、進行方向前方の交差点の座標（ノードデータ）、その交差点に接続する道路情報（リンクデータ）などを抽出処理する。
ステップＳ２３：抽出した各情報を中央処理装置１９及び／又はＩＮＳ１５へ送る。
【００５１】
なお、光ビーコン通信手段１４は光ビーコン５１Ａからの信号を復調したデータ列をそのまま中央処理装置１９及び／又はＩＮＳ１５に送るだけとしてもよい。その場合は、データ抽出処理を中央処理装置１９及び／又はＩＮＳ１５が行うこととする。
【００５２】
なお、光ビーコンの送受信範囲は概ね、一辺が約３．５ｍの矩形範囲内である。一方、道路規格上（道路構造令による）の車線幅は光ビーコンの設置が多い幹線道などでは約３．５ｍ、小型道路では３．２５ｍである。従って隣車線の位置座標を間違って受信することは少ない。
【００５３】
なお、もし同時に２つの光ビーコン信号を受信した場合、中央処理装置１９は、自車が車線区分線上またはその近傍を走行していると判断し、隣り合う二車線それぞれの測量済み座標の中間地点を通過したものとして処理する。
【００５４】
ステップＳ２４：ＩＮＳ１５は、（ＧＰＳ測位結果に代えて）測量済み座標と、ジャイロセンサ１６、車速センサ１７からの信号を元に、所定の周期（例えば１００ｍ秒毎）で自車位置を推定する。
ステップＳ２５：他車との通信手段２１は、推定された自車位置を間欠的（例えば１００ｍ秒毎）に、周囲に送信する。
同時に、自車線情報もあわせて送信することで、これを受信した他車が注目車両の抽出を行う際の助けとすることができる。
【００５５】
次に、図７で示すように他車との通信手段２１により他車（二輪車両）５６からの他車信号を受信したとき動作を図１０のフローチャートで説明する。
ステップＳ３１：車両５４は、光ビーコン通信手段１４が光ビーコン５１Ａから光ビーコン情報を受信する。
ステップＳ３２：他車への通信手段２１により交差点位置、走行位置ベクトルを送信する。
【００５６】
ステップＳ４１：二輪車両５６は、光ビーコン通信手段３４が光ビーコン５１Ｂから光ビーコン情報を受信する。
ステップＳ４２：他車との通信手段４０により他車信号を受信したか否かを調べる。受信していなければ、受信を待つ。受信していれば、次のステップＳ４３に進む。
【００５７】
ステップＳ４３：光ビーコン情報に基づく測位結果に基づいて自車両の現在位置を正確に特定し、その走行位置ベクトルを求める。
【００５８】
ステップＳ４４：自車両の走行位置ベクトルおよび各交差点の座標に基づいて、自車両が接近中の交差点を同定する。
ステップＳ４５：自車両の走行位置ベクトルおよび接近中の交差点の座標を、自車両のＩＤ、推定位置、自車状態などと共に送信する。
【００５９】
ステップＳ３３：四輪車両５４が、二輪車両５６から送信された信号を受信したか否かを調べる。受信していなければ、受信を待つ。受信していれば、次のステップＳ３４に進む。
ステップＳ３４：走行位置ベクトル記憶部１５４に登録されている自車両の走行位置ベクトルと各車両から通知された走行位置ベクトルとに基づいて、自車両と交差する可能性のある全ての車両を注目車両として抽出する。
【００６０】
以上の説明の特徴的な部分として、光ビーコン受信直後にＧＰＳ測位から測量済み座標を基点とした自立航法に切り替えている。
【００６１】
次に、図７の符号５５で示す車両位置のように光ビーコン５１Ａからの情報を受信してから十分な時間や走行距離が経過した場合について説明する。
図１１は、時間や距離などが経過したときの実際の位置と推定される位置との誤差量の時間変化を示すグラフである。曲線Ｃ１０はＧＰＳに基づく位置の誤差を示し、曲線Ｃ１１は、光ビーコンを受信した後の自立航法での実際の位置との誤差の時間変化を示す。
【００６２】
原点は、光ビーコンを受信した時点を示す。図１１から分かるように光ビーコンを受信した直後から暫くの間は、測量済み座標を基点に自立航法を行う方がＧＰＳ測位結果よりも座標精度が高いことを期待できる。しかし十分な時間や走行距離、あるいは右左折（進路の変更）を経ると自立航法は集積誤差が大きくなり、ＧＰＳ測位誤差を上回る。図１１では、このタイミングをＬで示す。このため光ビーコン受信から一定時間や距離などが経過したら、自車位置をＧＰＳ測位（を基にした自立航法）に戻す必要がある。
【００６３】
このタイミングＬを決める手法として次の４つの手法が考えられる。
手法１（距離式）は、光ビーコン情報から得られた基点となった測量済み座標から一定距離走行をトリガーとして、ＧＰＳ測位に戻す手法である。一定距離の値として、例えば１０００メートルとすることができる。
【００６４】
手法２（時間式）は、光ビーコン情報から得られた基点となった測量済み座標の受信時刻から一定時間したら、ＧＰＳ測位に戻す手法である。一定距離の値として、例えば１０分間とすることができる。
【００６５】
手法３（右左折累積式）は、光ビーコン情報から得られた基点となった測量済み座標からの左右方向への進路変更角度、および回数の累積値が所定値を超えたら、ＧＰＳ測位に戻す手法である。
【００６６】
手法４（距離・時間・右左折複合式）
上記手法の１〜３までを併用する。論理和としてもよいし、条件式を用いてもよい。
条件式の例として、次の（１）式が考えられる。
ΔＥ≦ΔＬ＋ΔＴ＋Ｎ・Ａ （１）
ここで、ΔＥ：閾値、ΔＬ：基点からの距離指数、ΔＴ：受信時刻からの経過時間指数、Ｎ：進路変更回数指数。例えば所定の角速度の進路変移が２秒以上継続したら１回とする。Ａ：進路変更角度。例えば、回数１回あたりの変移角度の絶対値を累積する。
【００６７】
以上の４つの手法でＧＰＳ測位に戻すことにより、誤差量の少ない測位法で位置を決定することができる。
【００６８】
次に、車両近接予測手段の動作を図１２のフローチャートにより説明する。
ステップＳ５１：四輪車両５４は、光ビーコン情報を受信する。
ステップＳ５２：通信リンクが確立されている全ての車両に対して、認識した全ての交差点の座標および自車両の走行位置ベクトルを、自車両のＩＤ、推定位置、交差点までの到達時間、受信台数、自車状態（ブレーキ、ターンシグナル等）と共に、データとして送信する。ＩＤには、自車両に固有の識別情報が、自車両の種別（二輪車および四輪車の別など）と共に予め登録されている。
【００６９】
ステップＳ６１：二輪車両５６は、光ビーコン５１Ｂから光ビーコン情報を受信する。
ステップＳ６２：二輪車両５６が、四輪車両５４から送信されたデータを受信したか否かを調べる。受信していなければ、受信を待つ。受信していれば、次のステップＳ６３に進む。
ステップＳ６３：光ビーコン情報に基づく測位結果に基づいて自車両の現在位置を正確に特定し、その走行位置ベクトルを求める。
【００７０】
ステップＳ６４：自車両の走行位置ベクトルおよび各交差点の座標に基づいて、自車両が接近中の交差点を同定する。
ステップＳ６５：自車両の走行位置ベクトルおよび接近中の交差点の座標を、自車両のＩＤ、推定位置、自車状態などと共に送信する。
ステップＳ５３：四輪車両５４が、二輪車両５６から送信された信号を受信したか否かを調べる。受信していなければ、受信を待つ。受信していれば、次のステップＳ５４に進む。
【００７１】
ステップＳ５４：走行位置ベクトル記憶部１５４に登録されている自車両の走行位置ベクトルと各車両から通知された走行位置ベクトルとに基づいて、自車両と交差する可能性のある全ての車両を注目車両として抽出する。
ステップＳ５５：注目車両が二輪車両であるか否かがＩＤに基づいて判定される。
ステップＳ５６：注目車両が二輪車両であれば、当該車両の現在位置を表すシンボルを、自車両のシンボルや他の注目車両のシンボルと共に、ＮＡＶＩ表示部１６上で強調表示する。
【００７２】
ステップＳ５７：抽出した全ての注目車両を対象に、自車両および各他車両が交差点へ到達する時刻に基づいて、軌跡交差条件が成立するか否かを判定する。例えば、自車両（四輪車両５４）が交差点に到達する時刻をｔ２、注目車両（二輪車両５６）が交差点に到達する時刻をｔ３としたときに、次式（２）が成立すれば軌跡公差条件が成立すると判定される。
｜ｔ２−ｔ３｜≦ｔＲＥＦ （２）
ただし、ｔＲＥＦは所定の基準時間差である。
ステップＳ５８：軌跡交差条件の成立した車両が存在すると、注意喚起のシンボルをＨＵＤに表示させる。
ステップＳ５９：スピーカからも警報音や音声メッセージを出力させる。
【００７３】
ステップＳ６６：二輪車両５６は、自車両の走行位置ベクトルを送信した後、ＨＵＤに注意喚起のシンボルを表示する。
ステップＳ６７：音声送信機から運転者のヘルメットに対して、注意喚起のための音声メッセージや警告音等を出力する。
【００７４】
本実施形態によれば、ＮＡＶＩシステムを搭載しない車両も、光ビーコンから提供される情報に基づいて交差点の位置および他車両の位置を認識できるようになる。
【００７５】
なお、光ビーコンから送信するデータのうち車線毎の測量済み座標に関しては、Ｄ−ＧＰＳの補正値更新データを代わりに送信しても良い。この場合は、各車両がＤ−ＧＰＳシステムを採用することとなる。
【００７６】
なお、車両同士で直接的な情報交換通信をするのではなく、光ビーコンが送受信の双方向通信機能を持っていることを利用してもよい。
この場合、交差点側に流出入車両識別システムを持たせて、このシステムに光ビーコンと一斉同報無線通信手段とを接続し、各車両から光ビーコン下の通過時に自車情報を流出入車両識別システムに通知させ、流出入車両識別システムは通知された流出入車両をまとめて一斉同報無線通知手段により交差点近傍の車両に通知することとする。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、車両の位置を検出する車両位置検出システムとして利用される。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】四輪車両Ａに搭載される本発明に係る車両位置検出システムのブロック図である。
【図２】車両位置検出システムの四輪車両Ａ上への搭載例を示した斜視図である。
【図３】二輪車両Ｂに搭載される本発明に係る車両位置検出システムのブロック図である。
【図４】車両位置検出システムの二輪車両Ｂ上への搭載例を示した斜視図である。
【図５】四輪車両ＡのＧＰＳ受信部と光ビーコン通信手段と慣性航法システムとナビゲーション（ＮＡＶＩ）システムにおける測位機能の主要部の構成を示したブロック図である。
【図６】二輪車両Ｂに搭載されるＧＰＳ受信部と光ビーコン通信手段と慣性航法システムの主要部の構成を示したブロック図である。
【図７】道路での車両の位置を示す図である。
【図８】光ビーコン情報を受信する前の車両での車両位置検出システムの動作を示すフローチャートである。
【図９】光ビーコン情報を受信した場合の動作を示すフローチャートである。
【図１０】他車信号を受信したときの動作を示すフローチャートである。
【図１１】時間や距離などが経過したときの実際の位置と推定される位置との誤差量の時間変化を示すグラフである。
【図１２】車両近接予測手段の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１０…車両位置検出システム、１１…アンテナ、１２…ＧＰＳ受信部、１３…受発光部、１４…光ビーコン通信手段、１５…慣性航法システム（ＩＮＳ）、１６…ジャイロセンサ、１７…車速センサ、１８…ナビゲーション（ＮＡＶＩ）システム、１９…中央処理装置、２０…アンテナ、２１…他車との通信手段、２２…車両情報インターフェース（Ｉ／Ｆ）、２３…ＨＵＤ、２４…表示部、２５…音声情報再生手段、２６…記憶手段、２７…車両近接予測手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両位置検出システムに関し、特に、ＧＰＳ（Global positioning system)信号および光ビーコン情報を利用して車両位置を検出する車両位置検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車の位置を検出する装置としてＧＰＳ信号を利用した装置が用いられていた（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第３７７３０４０号（図１、段落番号［００３１］）
【０００３】
特許文献１の図１に示されるように、アンテナＡＴｇｐｓ（符号は特許文献１に記載のものを使用。）を介してＧＰＳ信号を受信したＤＧＰＳ１３は自車の現在位置を測位する。
ところで、ＧＰＳ信号に基づいて検出される位置の誤差は３０メートルと言われている。検出された位置と実際の位置との誤差を小さくすることが期待されるところである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、車両位置をより高精度で検出できる車両位置検出システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、自車の位置を検出することができる車両位置検出システムにおいて、自車に搭載され、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部と、自車に搭載され、交差点手前に配置される光ビーコンからの光ビーコン情報を受信する光ビーコン通信手段と、自車に搭載され、光ビーコン通信手段で光ビーコン情報を受信したら、この光ビーコンの情報に基づいて自車の位置を補正する中央処理装置とを備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、光ビーコン情報は、自車が走行する走行線を内容とする自車線情報と、当該光ビーコンの位置座標を内容とする位置座標情報とを含むことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る発明は、中央処理装置は、光ビーコン通信手段が光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、光ビーコン通信手段で受信した光ビーコン情報に基づいて自車位置を演算すると共に、自車位置を記憶手段に記憶する又は演算した自車位置を表示部に表示することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る発明は、中央処理装置は、光ビーコン通信手段が光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、位置座標情報の座標を基点とした自立航法による自車位置を優先し、所定条件から外れたら、ＧＰＳ受信部で受信したＧＰＳ信号に基づいて演算される自車位置を優先することを特徴とする。
【０００９】
請求項５に係る発明は、中央処理装置は、光ビーコン情報の位置座標情報を他車と交換する通信手段を備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係る発明は、中央処理装置は、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた自車位置と、通信手段で受信され、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた他車位置とに基づいて、自車と他車との近接予測を行う車両近接予測手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、自車に搭載された光ビーコン通信手段で光ビーコン情報を受信したら、この光ビーコンの情報に基づいて自車の位置を補正する中央処理装置とを備えた。
光ビーコンは、地上に固定的に設置されているため、自己の位置については極めて正確な位置情報を発することができる。このような光ビーコン情報に基づいて自車の位置を補正するため、自車位置を高精度に検出することができるという利点がある。
【００１２】
請求項２に係る発明では、光ビーコン情報は、自車が走行する走行線を内容とする自車線情報と、当該光ビーコンの位置座標を内容とする位置座標情報とを含む。特に、自車線情報に基づいて自車がどの車線を走行しているかが明確になる。車線が明確になれば、並走している他車や対向する他車との相互位置を明確化するときに有効である。
【００１３】
請求項３に係る発明では、中央処理装置は、光ビーコン通信手段が光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、光ビーコン通信手段で受信した光ビーコン情報に基づいて自車位置を演算すると共に、自車位置を記憶手段に記憶する又は演算した自車位置を表示部に表示する。
ＧＰＳ受信部を有しているが、光ビーコン情報を受けたときには、この光ビーコン情報を優先する。一定時間内や一定距離内など所定条件内であれば、ＧＰＳ情報に切り替えないで走行を維持する。これにより、ＧＰＳ情報により位置検出よりも高い精度の自車位置検出が得られる。
【００１４】
請求項４に係る発明では、中央処理装置は、光ビーコン通信手段が光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、位置座標情報の座標を基点とした自立航法による自車位置を優先し、所定条件から外れたら、ＧＰＳ受信部で受信したＧＰＳ信号に基づいて演算される自車位置を優先する。そのため、所定条件内では、ＧＰＳ誤差のない精度の高い自車位置を検出することができ、所定条件から外れたら、自立航法において生じた位置の誤差よりも小さな誤差で位置を検出することができる。
【００１５】
請求項５に係る発明では、中央処理装置は、光ビーコン情報の位置座標情報を他車と交換する通信手段を備えているため、ＧＰＳ誤差のない正確な自車位置座標を、車両間で交換可能になる。地図情報を持っていない車両同士であっても、交差点情報の共有、つまり注目車両の抽出が可能になる。
【００１６】
請求項６に係る発明では、中央処理装置は、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた自車位置と、通信手段で受信され、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた他車位置とに基づいて、自車と他車との近接予測を行う車両近接予測手段を備えたため、高精度で自車と他車との近接予測を行うことができ、警報などで乗員に知らせることにより、近接を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、四輪車両Ａに搭載される本発明に係る車両位置検出システムのブロック図である。車両位置検出システム１０は、自車の位置を検出することができるシステムであり、アンテナ１１を備えたＧＰＳ（Global positioning system）受信部１２と、光ビーコンを受ける受光部１３を備えた光ビーコン通信手段１４と、自車の方位を検出するジャイロセンサ１６及び車速センサ１７を備えて自車の進行方向や移動速度を制御する慣性航法システム（ＩＮＳ）１５と、地図を含むナビゲーション（ＮＡＶＩ）システム１８と、このナビゲーション（ＮＡＶＩ）システム１８や光ビーコン通信手段１４から情報を得て情報を処理する中央処理装置１９を備えている。
【００１８】
また、車両位置検出システム１０は、アンテナ２０を備えた他車との通信手段２１と、車両情報インターフェース（Ｉ／Ｆ）２２を備えている。さらに、車両位置検出システム１０は、ＨＵＤ（Head Up Display)２３と表示部２４と音声情報再生手段２５を備えている。また、中央処理装置１９は記憶手段２６と車両近接予測手段２７を備えている。
【００１９】
図２は、当該車両位置検出システムの四輪車両Ａ上への搭載例を示した斜視図であり、四輪車両Ａのダッシュボード上面２ａ（１はボンネット）には、ＧＰＳ信号を受信するアンテナ１１が取り付けられ、インストルメント・パネル２には、ＨＵＤ２３と表示部２４と音声情報再生手段２５が取り付けられる。また、ルーフ３の上部には、光ビーコン情報をのせた近赤外光などの光信号を受光する受光部１３と、他者との通信のためのアンテナ２０が取り付けられている。
【００２０】
さらに、四輪車両Ａの後部には、ＧＰＳ受信部１２と光ビーコン通信手段１４と慣性航法システム（ＩＮＳ）１５とジャイロセンサ１６とナビゲーション（ＮＡＶＩ）システム１８と中央処理装置１９と他車との通信手段２１と車両情報インターフェース（Ｉ／Ｆ）２２がボックス７に納められ搭載される。また、中央処理装置１９は記憶手段２６と車両近接予測手段２７を備えている。さらに車輪８，９の近傍には車速センサ１７が取り付けられている。
【００２１】
以下、図１に戻り、車両位置検出システム１０の各ブロックの機能を説明する。
ＧＰＳ受信部１２は、複数の人工衛星であるＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するための装置である。ＧＰＳ受信部１２は、通常のＧＰＳでもよいし、Ｄ−ＧＰＳ（Differential ＧＰＳ）などであってもよい。
【００２２】
光ビーコン通信手段１４は、幹線道路の交差点手前に配置される光ビーコンからの近赤外光等にのせた光ビーコン情報を受光部１３を介して受信する装置である。この光ビーコン通信手段１４は、光ビーコン情報の受信だけでなく、光ビーコンに情報を送信できる手段でもよい。この光ビーコン通信手段１４で受信する光ビーコン情報は、自車が走行する走行線を内容とする自車線情報と、光ビーコンの位置座標を内容とする位置座標情報を含んでいる。
【００２３】
ジャイロセンサ１６は、自車のヨーレートを検出する装置である。車速センサ１７は、自車の車輪の回転パルスを元に自車両の車速を検出する装置である。慣性航法システム（ＩＮＳ）１５は、ジャイロセンサ１６からのヨーレート値と、車速センサ１７からの車速値とから、自車の現在位置を推定演算する装置である。ナビゲーション（ＮＡＶＩ）システム１８は、測位された現在位置を電子地図上にマッピングする装置である。
【００２４】
他車との通信手段２１は、アンテナ２０を介して車両間で直接通信（車車間通信）する装置である。この装置は、近傍に他車や道路側の無線通信設備がない場合でも、一定のインターバルで自車位置や自車の種類を送信する。なお、通信手段として、道路側の中継を経る（路車間通信、または車路車間通信）を行う装置でもよい。
【００２５】
ＨＵＤ（Head Up Display)２３は、相手車両に関する情報を周辺視野内に表示する装置である。表示部２４は、ナビ情報や各種の操作画面、車両情報等を表示する装置である。音声情報再生手段２５は、音声メッセージや警告音を発生する装置である。
【００２６】
中央処理装置１９は、全体の装置の制御を中心的に司る装置であり、また、自車に搭載され、光ビーコン通信手段１４で光ビーコン情報を受信したら、この光ビーコンの情報に基づいて自車の位置を補正する機能を有している。さらに、中央処理装置１３は、光ビーコン通信手段１４が光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、光ビーコン通信手段１４で受信した光ビーコン情報に基づいて自車位置を演算すると共に演算した自車位置を表示部２４に表示する又は自車位置を記憶手段２６に記憶する。
【００２７】
また、中央処理装置１９は、光ビーコン通信手段が光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、位置座標情報の座標を基点とした自立航法による自車位置を優先し、所定条件から外れたら、ＧＰＳ受信部１２で受信したＧＰＳ信号に基づいて演算される自車位置を優先する。
【００２８】
さらに、中央処理装置１９は、光ビーコン情報の位置座標情報を他車と交換する通信手段２１を備えている。また、中央処理装置１９は、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた自車位置と、通信手段２１で受信され、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた他車位置とに基づいて、自車と他車との近接予測を行う車両近接予測手段２７を備えている。
【００２９】
図３は、二輪車両Ｂに搭載される本発明に係る車両位置検出システムのブロック図である。車両位置検出システム３０は、アンテナ３１を備えたＧＰＳ受信部３２と受光部３３を備えた光ビーコン通信手段３４と慣性航法システム（ＩＮＳ）３５とジャイロセンサ３６と車速センサ３７を備えている。また、車両位置検出システム３０は、中央処理装置３８とアンテナ３９を備えたと他車との通信手段４０と車両情報インターフェース（Ｉ／Ｆ）４１を備えている。
【００３０】
さらに、車両位置検出システム３０は、ＨＵＤ（Head Up Display)４２と音声情報提供装置４３を備えている。また、この二輪車両に乗る人のヘルメット４４は、音声受信機４５とスピーカ４６を備えている。音声情報提供装置４３と音声受信機４５との間は、無線通信手段、例えばBluetooth通信手段で接続される。また、中央処理装置３８は、記憶手段４７と車両近接予測手段４８を備えている。
【００３１】
図４は、車両位置検出システムの二輪車両Ｂ上への搭載例を示した斜視図である。二輪車両のフロントカバー４には、ＧＰＳ信号を受信するアンテナ３１と他車との通信に用いられるアンテナ３９が取り付けられ、メータペゼル５ａ（メータペゼル５ａの前方にはスクリーン５がある）には、光ビーコン情報をのせた近赤外光などの光信号を受光する受光部３３とＨＵＤ４２が取り付けられている。
【００３２】
また、シート６の下部には、ＧＰＳ受信部３２と光ビーコン通信手段３４と慣性航法システム（ＩＮＳ）３５とジャイロセンサ３６と中央処理装置３８と他車との通信手段４０と車両情報インターフェース（Ｉ／Ｆ）４１と音声情報提供装置４３が搭載されている。中央処理装置３８は記憶手段４７と車両近接予測手段４８を備えている。ヘルメット４４には、音声受信機４５とスピーカ４６が取り付けられている。また、前後輪の近傍には車速センサ３７ａ，３７ｂが取り付けられている。本システムでは、車速センサ３７ａ，３７ｂの少なくともどちらか一方を用いる。
【００３３】
以下、図３に戻り、車両位置検出システムの各ブロックの機能を説明する。
ＧＰＳ受信部３２は、複数の人工衛星であるＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するための装置である。ＧＰＳ受信部３２は、通常のＧＰＳでもよいし、Ｄ−ＧＰＳ（DifferentialＧＰＳ）などであってもよい。
【００３４】
光ビーコン通信手段３４は、幹線道路の交差点手前に配置される光ビーコンからの近赤外光等にのせた光ビーコン情報を受光部３３を介して受信する装置である。この光ビーコン通信手段３４は、光ビーコン情報の受信だけでなく、光ビーコンに情報を送信できる手段でもよい。この光ビーコン通信手段３４で受信する光ビーコン情報は、自車が走行する走行線を内容とする自車線情報と、光ビーコンの位置座標を内容とする位置座標情報を含んでいる。
【００３５】
ジャイロセンサ３６は、自車のヨーレートを検出する装置である。車速センサ３７は、車輪の回転パルスを元に自車両の車速を検出する装置である。慣性航法システム（ＩＮＳ）３５は、ジャイロセンサ３６からのヨーレート値と、車速センサ３７からの車速値とから、自車の現在位置を推定演算する装置である。
【００３６】
他車との通信手段４０は、車両間で直接通信（車車間通信）する装置である。この装置は、近傍に他車や道路側の無線通信設備がない場合でも、一定のインターバルで自車位置や自車の種類を送信する。なお、通信手段として、道路側の中継を経る（路車間通信、または車路車間通信）を行う装置でもよい。ＨＵＤ（Head Up Display)４２は、相手車両に関する情報を周辺視野内に表示する装置である。
【００３７】
音声情報提供装置４３は、音声メッセージや警告音などの音声情報を、例えば、Bluetoothなど無線通信手段でヘルメット４４に備えられた音声受信機４５に送信する装置である。ヘルメット４４に備えられた音声受信機４５は、音声情報提供装置４３から送信された音声メッセージや警告音などの音声情報を受信し、スピーカ４６によって音声メッセージや警告音を発生させる。
【００３８】
中央処理装置３８は、全体の装置の制御を中心的に司る装置であり、また、自車に搭載され、光ビーコン通信手段３４で光ビーコン情報を受信したら、この光ビーコンの情報に基づいて自車の位置を補正する機能を有している。さらに、中央処理装置３８は、光ビーコン通信手段３４が光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、光ビーコン通信手段３４で受信した光ビーコン情報に基づいて自車位置を演算すると共に演算した自車位置を表示部に表示する又は自車位置を記憶手段４７に記憶する。
【００３９】
また、中央処理装置３８は、光ビーコン通信手段３４が光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、位置座標情報の座標を基点とした自立航法による自車位置を優先し、所定条件から外れたら、ＧＰＳ受信部３２で受信したＧＰＳ信号に基づいて演算される自車位置を優先する。
【００４０】
さらに、中央処理装置３８は、光ビーコン情報の位置座標情報を他車と交換する通信手段４０を備えている。また、中央処理装置３８は、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた自車位置と、通信手段４０で受信され、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた他車位置とに基づいて、自車と他車との近接予測を行う車両近接予測手段４８を備えている。
【００４１】
図５は、四輪車両ＡのＧＰＳ受信部１２と光ビーコン通信手段１４と慣性航法システム（ＩＮＳ）１５とナビゲーション（ＮＡＶＩ）システム１８における測位機能の主要部の構成を示したブロック図であり、図１と同一の符号は同一または同等部分を表している。
ＧＰＳ受信部１２において、ＧＰＳ測位部１２１は、複数のＧＰＳ電波の受信時刻に基づいて現在位置を周期的に測位する。測位結果記憶部１２２には、最新の測位結果が記憶される。
【００４２】
光ビーコン通信手段１４において、光ビーコン情報取得部１４１は、受信した光ビーコン信号から光ビーコンの位置情報と自車線情報と交差点情報を取得する。情報記憶部１４２には、光ビーコンの位置座標情報と自車線情報と交差点情報が記憶される。
【００４３】
慣性航法システム（ＩＮＳ）１５の走行ベクトル算出部１５１は、車速センサ１７により検知された車速およびジャイロセンサ１６により検知された方位に基づいて、自車両の走行ベクトル（車速および進行方向）を算出する。ＩＮＳ演算部１５２は、自車両の現在位置を、測位結果および走行ベクトルに基づいて、現在位置が始点として登録された走行ベクトル（以下、走行位置ベクトルと表現する）として周期的に算出する。算出結果は更新部１５３により、走行位置ベクトル記憶部１５４へ更新登録される。
【００４４】
ＮＡＶＩシステム１８において、マッピング部１８１は、地図上位置更新部１８２から通知される自車の現在位置および地図データベース（ＤＢ）１８３に予め記憶されている電子地図情報に基づいて、現在位置を電子地図上にマッピングし、これを地図上位置更新部１８２へ通知する。地図上位置更新部１８２は、通知された自車の地図上位置を地図上位置記憶部１８４へ登録する。地図上位置および走行位置ベクトルは中央処理装置１９へ提供される。また、光ビーコン通信手段１４からＶＩＣＳ(Vehicle Information and Communication System)情報を受け取りＶＩＣＳ情報処理部１８５で処理し、中央処理装置１９に送る。
【００４５】
図６は、二輪車両Ｂに搭載されるＧＰＳ受信部３２と光ビーコン通信手段３４と慣性航法システム（ＩＮＳ）３５の主要部の構成を示したブロック図であり、図３と同一の符号は同一または同等部分を表している。
ＧＰＳ測位部３２１は、複数のＧＰＳ電波の受信時刻に基づいて現在位置を周期的に測位する。測位結果記憶部３２２には最新の測位結果が記憶される。
【００４６】
光ビーコン通信手段３４において、光ビーコン情報取得部３４１は、受信した光ビーコン信号から光ビーコンの位置情報と自車線情報と交差点情報を取得する。情報記憶部３４２には、光ビーコンの位置座標情報と自車線情報と交差点情報が記憶される。
【００４７】
走行ベクトル算出部３５１は、車速センサ３７により検知された車速およびジャイロセンサ３６により検知された方位に基づいて、自車両の走行ベクトルを算出する。ＩＮＳ演算部３５２は、測位結果および走行ベクトルに基づいて自車両の走行ベクトルを周期的に算出する。算出結果は更新部３５３により走行位置ベクトル記憶部３５４へ更新登録される。
【００４８】
次に本実施形態の車両位置検出システムを利用するときの手順と各装置での処理を図７〜図１２を用いて詳細に説明する。また図７は、道路での車両の位置を示す図である。図７において、符号５０は道路、符号５１Ａ，５１Ｂは光ビーコン、符号５２はＧＰＳ衛星、符号５３は、光ビーコンを受信する前の車両、符号５４は、光ビーコンを受信したときの車両、符号５５は、光ビーコンを受信した後、所定の条件以外の範囲での車両を示す。また、符号５６は他車（二輪車両）を示す。
【００４９】
まず、図７に示すように、光ビーコンを受信する前の車両５３での車両位置検出システムの動作を図８のフローチャートにより説明する。
ステップＳ１１：ＧＰＳ測位部１２１は、ＧＰＳ衛星信号から自車位置を算出する。
ステップＳ１２：慣性航法システム（ＩＮＳ）１５は、ＧＰＳ測位結果と、ジャイロセンサ１６、車速センサ１７からの信号を元に、ＧＰＳ衛星信号の周期（１秒）よりも短い周期（例えば１００ｍ秒毎）で自車位置を推定する。
ステップＳ１３：他車との通信手段２１は、推定された自車位置を間欠的（例えば１００ｍ秒毎）に、周囲に送信している。
【００５０】
次に、図７の車両５４に示すように車両が自車線上の光ビーコン５１からの信号を受信した場合の動作を図９のフローチャートで説明する。
ステップＳ２１：車両の光ビーコン通信手段１４が、道路上の光ビーコン５１Ａからの光ビーコン情報を受信する。
ステップＳ２２：光ビーコン通信手段１４は、光ビーコン５１Ａから送られてくるデータから、ビーコン受信地点の測量済み位置座標、自車線情報（車線番号）、進行方向前方の交差点の座標（ノードデータ）、その交差点に接続する道路情報（リンクデータ）などを抽出処理する。
ステップＳ２３：抽出した各情報を中央処理装置１９及び／又はＩＮＳ１５へ送る。
【００５１】
なお、光ビーコン通信手段１４は光ビーコン５１Ａからの信号を復調したデータ列をそのまま中央処理装置１９及び／又はＩＮＳ１５に送るだけとしてもよい。その場合は、データ抽出処理を中央処理装置１９及び／又はＩＮＳ１５が行うこととする。
【００５２】
なお、光ビーコンの送受信範囲は概ね、一辺が約３．５ｍの矩形範囲内である。一方、道路規格上（道路構造令による）の車線幅は光ビーコンの設置が多い幹線道などでは約３．５ｍ、小型道路では３．２５ｍである。従って隣車線の位置座標を間違って受信することは少ない。
【００５３】
なお、もし同時に２つの光ビーコン信号を受信した場合、中央処理装置１９は、自車が車線区分線上またはその近傍を走行していると判断し、隣り合う二車線それぞれの測量済み座標の中間地点を通過したものとして処理する。
【００５４】
ステップＳ２４：ＩＮＳ１５は、（ＧＰＳ測位結果に代えて）測量済み座標と、ジャイロセンサ１６、車速センサ１７からの信号を元に、所定の周期（例えば１００ｍ秒毎）で自車位置を推定する。
ステップＳ２５：他車との通信手段２１は、推定された自車位置を間欠的（例えば１００ｍ秒毎）に、周囲に送信する。
同時に、自車線情報もあわせて送信することで、これを受信した他車が注目車両の抽出を行う際の助けとすることができる。
【００５５】
次に、図７で示すように他車との通信手段２１により他車（二輪車両）５６からの他車信号を受信したとき動作を図１０のフローチャートで説明する。
ステップＳ３１：車両５４は、光ビーコン通信手段１４が光ビーコン５１Ａから光ビーコン情報を受信する。
ステップＳ３２：他車への通信手段２１により交差点位置、走行位置ベクトルを送信する。
【００５６】
ステップＳ４１：二輪車両５６は、光ビーコン通信手段３４が光ビーコン５１Ｂから光ビーコン情報を受信する。
ステップＳ４２：他車との通信手段４０により他車信号を受信したか否かを調べる。受信していなければ、受信を待つ。受信していれば、次のステップＳ４３に進む。
【００５７】
ステップＳ４３：光ビーコン情報に基づく測位結果に基づいて自車両の現在位置を正確に特定し、その走行位置ベクトルを求める。
【００５８】
ステップＳ４４：自車両の走行位置ベクトルおよび各交差点の座標に基づいて、自車両が接近中の交差点を同定する。
ステップＳ４５：自車両の走行位置ベクトルおよび接近中の交差点の座標を、自車両のＩＤ、推定位置、自車状態などと共に送信する。
【００５９】
ステップＳ３３：四輪車両５４が、二輪車両５６から送信された信号を受信したか否かを調べる。受信していなければ、受信を待つ。受信していれば、次のステップＳ３４に進む。
ステップＳ３４：走行位置ベクトル記憶部１５４に登録されている自車両の走行位置ベクトルと各車両から通知された走行位置ベクトルとに基づいて、自車両と交差する可能性のある全ての車両を注目車両として抽出する。
【００６０】
以上の説明の特徴的な部分として、光ビーコン受信直後にＧＰＳ測位から測量済み座標を基点とした自立航法に切り替えている。
【００６１】
次に、図７の符号５５で示す車両位置のように光ビーコン５１Ａからの情報を受信してから十分な時間や走行距離が経過した場合について説明する。
図１１は、時間や距離などが経過したときの実際の位置と推定される位置との誤差量の時間変化を示すグラフである。曲線Ｃ１０はＧＰＳに基づく位置の誤差を示し、曲線Ｃ１１は、光ビーコンを受信した後の自立航法での実際の位置との誤差の時間変化を示す。
【００６２】
原点は、光ビーコンを受信した時点を示す。図１１から分かるように光ビーコンを受信した直後から暫くの間は、測量済み座標を基点に自立航法を行う方がＧＰＳ測位結果よりも座標精度が高いことを期待できる。しかし十分な時間や走行距離、あるいは右左折（進路の変更）を経ると自立航法は集積誤差が大きくなり、ＧＰＳ測位誤差を上回る。図１１では、このタイミングをＬで示す。このため光ビーコン受信から一定時間や距離などが経過したら、自車位置をＧＰＳ測位（を基にした自立航法）に戻す必要がある。
【００６３】
このタイミングＬを決める手法として次の４つの手法が考えられる。
手法１（距離式）は、光ビーコン情報から得られた基点となった測量済み座標から一定距離走行をトリガーとして、ＧＰＳ測位に戻す手法である。一定距離の値として、例えば１０００メートルとすることができる。
【００６４】
手法２（時間式）は、光ビーコン情報から得られた基点となった測量済み座標の受信時刻から一定時間したら、ＧＰＳ測位に戻す手法である。一定距離の値として、例えば１０分間とすることができる。
【００６５】
手法３（右左折累積式）は、光ビーコン情報から得られた基点となった測量済み座標からの左右方向への進路変更角度、および回数の累積値が所定値を超えたら、ＧＰＳ測位に戻す手法である。
【００６６】
手法４（距離・時間・右左折複合式）
上記手法の１〜３までを併用する。論理和としてもよいし、条件式を用いてもよい。
条件式の例として、次の（１）式が考えられる。
ΔＥ≦ΔＬ＋ΔＴ＋Ｎ・Ａ （１）
ここで、ΔＥ：閾値、ΔＬ：基点からの距離指数、ΔＴ：受信時刻からの経過時間指数、Ｎ：進路変更回数指数。例えば所定の角速度の進路変移が２秒以上継続したら１回とする。Ａ：進路変更角度。例えば、回数１回あたりの変移角度の絶対値を累積する。
【００６７】
以上の４つの手法でＧＰＳ測位に戻すことにより、誤差量の少ない測位法で位置を決定することができる。
【００６８】
次に、車両近接予測手段の動作を図１２のフローチャートにより説明する。
ステップＳ５１：四輪車両５４は、光ビーコン情報を受信する。
ステップＳ５２：通信リンクが確立されている全ての車両に対して、認識した全ての交差点の座標および自車両の走行位置ベクトルを、自車両のＩＤ、推定位置、交差点までの到達時間、受信台数、自車状態（ブレーキ、ターンシグナル等）と共に、データとして送信する。ＩＤには、自車両に固有の識別情報が、自車両の種別（二輪車および四輪車の別など）と共に予め登録されている。
【００６９】
ステップＳ６１：二輪車両５６は、光ビーコン５１Ｂから光ビーコン情報を受信する。
ステップＳ６２：二輪車両５６が、四輪車両５４から送信されたデータを受信したか否かを調べる。受信していなければ、受信を待つ。受信していれば、次のステップＳ６３に進む。
ステップＳ６３：光ビーコン情報に基づく測位結果に基づいて自車両の現在位置を正確に特定し、その走行位置ベクトルを求める。
【００７０】
ステップＳ６４：自車両の走行位置ベクトルおよび各交差点の座標に基づいて、自車両が接近中の交差点を同定する。
ステップＳ６５：自車両の走行位置ベクトルおよび接近中の交差点の座標を、自車両のＩＤ、推定位置、自車状態などと共に送信する。
ステップＳ５３：四輪車両５４が、二輪車両５６から送信された信号を受信したか否かを調べる。受信していなければ、受信を待つ。受信していれば、次のステップＳ５４に進む。
【００７１】
ステップＳ５４：走行位置ベクトル記憶部１５４に登録されている自車両の走行位置ベクトルと各車両から通知された走行位置ベクトルとに基づいて、自車両と交差する可能性のある全ての車両を注目車両として抽出する。
ステップＳ５５：注目車両が二輪車両であるか否かがＩＤに基づいて判定される。
ステップＳ５６：注目車両が二輪車両であれば、当該車両の現在位置を表すシンボルを、自車両のシンボルや他の注目車両のシンボルと共に、ＮＡＶＩ表示部１６上で強調表示する。
【００７２】
ステップＳ５７：抽出した全ての注目車両を対象に、自車両および各他車両が交差点へ到達する時刻に基づいて、軌跡交差条件が成立するか否かを判定する。例えば、自車両（四輪車両５４）が交差点に到達する時刻をｔ２、注目車両（二輪車両５６）が交差点に到達する時刻をｔ３としたときに、次式（２）が成立すれば軌跡公差条件が成立すると判定される。
｜ｔ２−ｔ３｜≦ｔＲＥＦ （２）
ただし、ｔＲＥＦは所定の基準時間差である。
ステップＳ５８：軌跡交差条件の成立した車両が存在すると、注意喚起のシンボルをＨＵＤに表示させる。
ステップＳ５９：スピーカからも警報音や音声メッセージを出力させる。
【００７３】
ステップＳ６６：二輪車両５６は、自車両の走行位置ベクトルを送信した後、ＨＵＤに注意喚起のシンボルを表示する。
ステップＳ６７：音声送信機から運転者のヘルメットに対して、注意喚起のための音声メッセージや警告音等を出力する。
【００７４】
本実施形態によれば、ＮＡＶＩシステムを搭載しない車両も、光ビーコンから提供される情報に基づいて交差点の位置および他車両の位置を認識できるようになる。
【００７５】
なお、光ビーコンから送信するデータのうち車線毎の測量済み座標に関しては、Ｄ−ＧＰＳの補正値更新データを代わりに送信しても良い。この場合は、各車両がＤ−ＧＰＳシステムを採用することとなる。
【００７６】
なお、車両同士で直接的な情報交換通信をするのではなく、光ビーコンが送受信の双方向通信機能を持っていることを利用してもよい。
この場合、交差点側に流出入車両識別システムを持たせて、このシステムに光ビーコンと一斉同報無線通信手段とを接続し、各車両から光ビーコン下の通過時に自車情報を流出入車両識別システムに通知させ、流出入車両識別システムは通知された流出入車両をまとめて一斉同報無線通知手段により交差点近傍の車両に通知することとする。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、車両の位置を検出する車両位置検出システムとして利用される。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】四輪車両Ａに搭載される本発明に係る車両位置検出システムのブロック図である。
【図２】車両位置検出システムの四輪車両Ａ上への搭載例を示した斜視図である。
【図３】二輪車両Ｂに搭載される本発明に係る車両位置検出システムのブロック図である。
【図４】車両位置検出システムの二輪車両Ｂ上への搭載例を示した斜視図である。
【図５】四輪車両ＡのＧＰＳ受信部と光ビーコン通信手段と慣性航法システムとナビゲーション（ＮＡＶＩ）システムにおける測位機能の主要部の構成を示したブロック図である。
【図６】二輪車両Ｂに搭載されるＧＰＳ受信部と光ビーコン通信手段と慣性航法システムの主要部の構成を示したブロック図である。
【図７】道路での車両の位置を示す図である。
【図８】光ビーコン情報を受信する前の車両での車両位置検出システムの動作を示すフローチャートである。
【図９】光ビーコン情報を受信した場合の動作を示すフローチャートである。
【図１０】他車信号を受信したときの動作を示すフローチャートである。
【図１１】時間や距離などが経過したときの実際の位置と推定される位置との誤差量の時間変化を示すグラフである。
【図１２】車両近接予測手段の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１０…車両位置検出システム、１１…アンテナ、１２…ＧＰＳ受信部、１３…受発光部、１４…光ビーコン通信手段、１５…慣性航法システム（ＩＮＳ）、１６…ジャイロセンサ、１７…車速センサ、１８…ナビゲーション（ＮＡＶＩ）システム、１９…中央処理装置、２０…アンテナ、２１…他車との通信手段、２２…車両情報インターフェース（Ｉ／Ｆ）、２３…ＨＵＤ、２４…表示部、２５…音声情報再生手段、２６…記憶手段、２７…車両近接予測手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車の位置を検出することができる車両位置検出システムにおいて、
前記自車に搭載され、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部と、
前記自車に搭載され、交差点手前に配置される光ビーコンからの光ビーコン情報を受信する光ビーコン通信手段と、
前記自車に搭載され、前記光ビーコン通信手段で光ビーコン情報を受信したら、この光ビーコンの情報に基づいて自車の位置を補正する中央処理装置とを備えることを特徴とする車両位置検出システム。
【請求項２】
前記光ビーコン情報は、自車が走行する走行線を内容とする自車線情報と、当該光ビーコンの位置座標を内容とする位置座標情報とを含むことを特徴とする請求項１記載の車両位置検出システム。
【請求項３】
前記中央処理装置は、前記光ビーコン通信手段が前記光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、前記光ビーコン通信手段で受信した前記光ビーコン情報に基づいて自車位置を演算すると共に、前記自車位置を記憶手段に記憶する又は演算した自車位置を表示部に表示することを特徴とする請求項１記載の車両位置検出システム。
【請求項４】
前記中央処理装置は、前記光ビーコン通信手段が前記光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、前記位置座標情報の座標を基点とした自立航法による自車位置を優先し、所定条件から外れたら、前記ＧＰＳ受信部で受信した前記ＧＰＳ信号に基づいて演算される自車位置を優先することを特徴とする請求項１記載の車両位置検出システム。
【請求項５】
前記中央処理装置は、前記光ビーコン情報の位置座標情報を他車と交換する通信手段を備えていることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の車両位置検出システム。
【請求項６】
前記中央処理装置は、前記光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた自車位置と、前記通信手段で受信され、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた他車位置とに基づいて、自車と他車との近接予測を行う車両近接予測手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の車両位置検出システム。
【請求項１】
自車の位置を検出することができる車両位置検出システムにおいて、
前記自車に搭載され、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部と、
前記自車に搭載され、交差点手前に配置される光ビーコンからの光ビーコン情報を受信する光ビーコン通信手段と、
前記自車に搭載され、前記光ビーコン通信手段で光ビーコン情報を受信したら、この光ビーコンの情報に基づいて自車の位置を補正する中央処理装置とを備えることを特徴とする車両位置検出システム。
【請求項２】
前記光ビーコン情報は、自車が走行する走行線を内容とする自車線情報と、当該光ビーコンの位置座標を内容とする位置座標情報とを含むことを特徴とする請求項１記載の車両位置検出システム。
【請求項３】
前記中央処理装置は、前記光ビーコン通信手段が前記光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、前記光ビーコン通信手段で受信した前記光ビーコン情報に基づいて自車位置を演算すると共に、前記自車位置を記憶手段に記憶する又は演算した自車位置を表示部に表示することを特徴とする請求項１記載の車両位置検出システム。
【請求項４】
前記中央処理装置は、前記光ビーコン通信手段が前記光ビーコン情報の位置座標情報を受信した後、所定条件内では、前記位置座標情報の座標を基点とした自立航法による自車位置を優先し、所定条件から外れたら、前記ＧＰＳ受信部で受信した前記ＧＰＳ信号に基づいて演算される自車位置を優先することを特徴とする請求項１記載の車両位置検出システム。
【請求項５】
前記中央処理装置は、前記光ビーコン情報の位置座標情報を他車と交換する通信手段を備えていることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の車両位置検出システム。
【請求項６】
前記中央処理装置は、前記光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた自車位置と、前記通信手段で受信され、光ビーコン情報の位置座標情報に基づいて定めた他車位置とに基づいて、自車と他車との近接予測を行う車両近接予測手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の車両位置検出システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−８９３５３（Ｐ２００８−８９３５３Ａ）
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６８５９６（Ｐ２００６−２６８５９６）
【出願日】平成１８年９月２９日（２００６．９．２９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＩＮＳ
２．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
３．ＶＩＣＳ
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２９日（２００６．９．２９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＩＮＳ
２．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
３．ＶＩＣＳ
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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