車両用ナビゲーションシステム及び車両用ナビゲーションシステムにおける位置情報の補正方法、並びに、情報配信サーバ及び車載ナビゲーション装置
【課題】車車間通信を利用して他車両を認識することができない状況であっても、自車両位置を精度よく補正することができる車両用ナビゲーションシステムを提供する。
【解決手段】車両用ナビゲーションシステムにおいて、情報配信センタ５０は、路上目標物の位置に基づいて車両位置を補正してその補正に使用した情報を送信してきた任意の車両の付近に存在する他車両であって位置補正が完了していない他車両を特定すると共に、当該任意の車両から送信されてきた路上目標物の位置情報と、当該他車両から送信されてきた当該他車両の位置情報との位置関係に基づいて、当該他車両の位置情報を推定し、当該他車両の車両位置の補正に必要となる情報として当該他車両に対して送信する。そして、他車両に搭載されている車載ナビゲーション装置１０は、情報配信センタ５０から送信された情報に基づいて、車両位置を補正する。
【解決手段】車両用ナビゲーションシステムにおいて、情報配信センタ５０は、路上目標物の位置に基づいて車両位置を補正してその補正に使用した情報を送信してきた任意の車両の付近に存在する他車両であって位置補正が完了していない他車両を特定すると共に、当該任意の車両から送信されてきた路上目標物の位置情報と、当該他車両から送信されてきた当該他車両の位置情報との位置関係に基づいて、当該他車両の位置情報を推定し、当該他車両の車両位置の補正に必要となる情報として当該他車両に対して送信する。そして、他車両に搭載されている車載ナビゲーション装置１０は、情報配信センタ５０から送信された情報に基づいて、車両位置を補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両のルート案内を行う車両用ナビゲーションシステム及び車両用ナビゲーション方法、並びに、これら車両用ナビゲーションシステム及び車両用ナビゲーション方法に用いられる情報配信サーバ及び車載ナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車車間通信を利用して他車両が認識している他車両位置を取得し、当該他車両位置と、自車両が認識している当該他車両との車両間の位置関係（相対距離）とに基づいて、自車両位置を補正する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００７−１７８２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述した特許文献１に記載された従来の技術においては、他車両自身が認識している他車両位置と、自車両で取得した他車両との間の相対距離とに基づいて自車両位置を補正している。したがって、自車両によって車間距離センサや外界認識カメラ等を用いて他車両との相対距離を正確に認識することができない状況では、自車両位置を精度よく補正することができない場合があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、車車間通信を利用して他車両を認識することができない状況であっても、自車両位置を精度よく補正することができる車両用ナビゲーションシステム及び車両用ナビゲーションシステムにおける位置情報の補正方法、並びに、情報配信サーバ及び車載ナビゲーション装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するために、任意の車両から送信されてきた路上目標物の位置情報と、任意の車両の付近に存在する他車両から送信されてきた当該他車両の位置情報との位置関係に基づいて、当該他車両の位置情報を推定する。そして、推定された他車両の位置情報を含む情報に基づいて、当該他車両の車両位置を補正する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、任意の車両から取得した路上目標物の位置情報と、他車両から取得した当該他車両の位置情報との位置関係に基づいて、当該他車両の位置情報を推定して、他車両の車両位置を補正するので、車車間通信を利用して他車両を認識することができない状況であっても、自車両位置を精度よく補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を適用した車両用ナビゲーションシステムについて図面を参照して具体的に説明する。
【０００８】
［車両用ナビゲーションシステムの構成］
本発明の実施形態として示す車両用ナビゲーションシステムは、プローブやテレマティクスと称される機能を利用するものである。具体的には、周期的に車両と情報配信センタとが交信し、車両が、自車両位置や旅行時間等の情報の他、作動状況等の情報を当該情報配信センタに提供すると共に、当該情報配信センタから周辺地域の交通情報や他車両の車載システムの作動状況から推定された路面状況情報等を取得する。これにより、車両では、取得した各種の情報に基づいて、案内中のルートを更新することができるものである。
【０００９】
この車両用ナビゲーションシステムは、図１に示すように、自車両内に搭載される車載ナビゲーション装置１０と、この車載ナビゲーション装置１０に情報を配信する情報配信センタ５０とを備える。
【００１０】
車載ナビゲーション装置１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星６０からの信号を受信するＧＰＳ受信機１１と、自車両の走行状態情報を入力する車両情報入力部１２と、地図データを格納する地図データベース１３と、自車両の各種車載機の情報を入力する車載機情報入力部１４と、運転者が各種操作入力を行う操作入力部１５と、自車両位置の算出を含む各種演算を行うナビシステム演算部１６と、案内ルートを決定するための各種演算を行うルート案内演算部１７と、各種情報を一時的に格納するメモリ１８と、所定の画像処理を行う画像処理部１９と、情報配信センタ５０との間で情報の授受を行う通信部２０と、運転者に提示する情報を出力する出力部２１とを有する。
【００１１】
ＧＰＳ受信機１１は、自車両位置の算出に用いるために、ＧＰＳ衛星６０から送信されたＧＰＳ信号を受信する。ＧＰＳ受信機１１は、受信したＧＰＳ信号をナビシステム演算部１６に供給する。これによりナビシステム演算部１６は、ＧＰＳ信号を用いて自車位置を演算する。
【００１２】
車両情報入力部１２は、例えば、自車両の車速、操舵角、ヨーレート、加速度等、自車両の走行状態を示す走行状態情報を、図示しない各種センサから読み出して当該車載ナビゲーション装置１０に入力する。車両情報入力部１２は、入力した走行状態情報をナビシステム演算部１６に供給する。
【００１３】
地図データベース１３は、例えばハードディスク、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、光ディスク、又は、ＦＤＤ等、一般的な記憶媒体を用いて構成され、自車両のルート案内を行う際に用いる道路情報（リンク情報）を含む地図データを格納する。なお、この地図データベース１３に格納されている地図データには、特定の路上目標物等の各種ノードが、その緯度及び経度等の位置情報に関連付けられて格納されている。この地図データベース１３に格納された地図データは、ナビシステム演算部１６によって読み出される。
【００１４】
車載機情報入力部１４は、例えば、路上に設置されたビーコン送信機から送信されたビーコン信号を受信するビーコン受信機、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）ゲートから送信されたゲート信号を受信するＥＴＣ受信機、路面を撮像する路面カメラ、他車両を含む自車両周囲の外界を認識する外界認識センサ等を踏む。車載機情報入力部１４は、自車両に搭載されている各種車載機によって得られた車載機情報を当該車載ナビゲーション装置１０に入力する。車載機情報入力部１４は、入力した車載機情報をナビシステム演算部１６及び画像処理部１９に供給する。
【００１５】
操作入力部１５は、スイッチやダイヤル機構等、運転者が各種操作入力を行うための操作子である。この操作入力部１５を介して入力された操作情報は、ナビシステム演算部１６に供給される。
【００１６】
ナビシステム演算部１６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、又は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いて実装される。ナビシステム演算部１６は、ＧＰＳ受信機１１から供給されたＧＰＳ信号、車両情報入力部１２から供給された走行状態情報、及び、地図データベース１３から供給された地図データに基づいて、ナビゲーションを行うのに必要となる自車両位置の算出を含む各種演算を行う。
【００１７】
また、ナビシステム演算部１６は、自車両位置を補正するために、車載機情報入力部１４から供給された車載機情報に基づいて、例えば、路上に設置されたビーコン送信機、ＥＴＣゲート、路上ペイント、路傍標識等、特定の路上目標物を自車両が通過した旨を検出する。ナビシステム演算部１６は、自車両が特定の路上目標物を通過した旨を検出した場合には、例えば地図データベース１３に格納されている当該路上目標物の緯度及び経度情報等、予め当該路上目標物と関連付けられている位置情報を読み出し、自車両位置の補正を行う。
【００１８】
さらに、ナビシステム演算部１６は、各種の情報を通信部２０に供給し、情報配信センタ５０に送信させる。例えば、ＧＰＳ信号を受信しているＧＰＳ衛星６０の個数や衛星名、受信時刻等、ＧＰＳ信号の受信状況を示す受信状況情報や、ＧＰＳ信号に基づいて算出した自車両位置情報や、地図データベース１３から読み出した地図データと車両情報入力部１２から供給された走行状態情報とに基づくマップマッチング等によって算出した自車両位置情報や、現在時刻情報や、補正した自車両位置情報や、自車両の走行状態情報や、交通情報、旅行時間情報、天候情報、車載機情報等を通信部２０から情報配信センタ５０に送信させる。
【００１９】
特に、ナビシステム演算部１６は、特定の路上目標物等に基づいて自車両位置の補正を完了した場合には、補正の際に算出しているＧＰＳ信号に基づく自車両位置情報と、補正に使用した路上目標物の位置等の情報との差異や、補正の際に算出しているマップマッチング等による自車両位置情報と、補正に使用した情報との差異等を示す情報を、通信部２０を介して情報配信センタ５０に送信させる。
【００２０】
さらにまた、ナビシステム演算部１６は、通信部２０を介して、自車両位置の補正に必要となる情報若しくは情報配信センタ５０によって推定された補正後の自車両位置情報や、自車両付近の交通情報、天候情報、路面状況情報等を情報配信センタ５０から受信し、他の情報と共に、ルート案内演算部１７に供給する。
【００２１】
ルート案内演算部１７は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、又は、ＦＰＧＡ等を用いて実装される。ルート案内演算部１７は、ナビシステム演算部１６から供給された各種情報に基づいて、案内ルートを決定するための各種演算を行う。ルート案内演算部１７は、決定した案内ルート情報を出力部２１に供給する。
【００２２】
メモリ１８は、情報配信センタ５０に送信される各種情報を一時的に格納する。このメモリ１８に格納された情報は、ルート案内演算部１７を介してナビシステム演算部１６によって適宜読み出され、情報配信センタ５０に送信される。また、このメモリ１８に格納された情報のうち、自車両位置の補正に使用された情報は、その補正が完了した場合に読み出され、情報配信センタ５０に送信される。
【００２３】
画像処理部１９は、車載機情報入力部１４から供給された車載機情報のうち、路面カメラや外界認識センサ等から得られた情報に対して所定の画像処理を行い、得られた画像情報を出力部２１に供給する。
【００２４】
通信部２０は、例えば、ＤＣＭ（Data communication module）等から構成され、携帯電話通信網や所定の無線通信網若しくは地上波データ放送や衛星放送等の放送網を介して、外部の情報配信センタ５０との間で通信を行う。具体的には、通信部２０は、ナビシステム演算部１６から供給されたＧＰＳ信号の受信状況情報や、自車両位置情報、現在時刻情報、自車両位置の補正に使用した情報、自車両の走行状態情報、交通情報、旅行時間情報、天候情報、車載機情報等を情報配信センタ５０に送信する。また、通信部２０は、情報配信センタ５０から送信された自車両位置の補正に必要となる情報若しくは情報配信センタ５０によって算出された補正後の自車両位置情報や、自車両付近の交通情報、天候情報、路面状況情報等を受信し、ナビシステム演算部１６に供給する。
【００２５】
出力部２１は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置やスピーカ等の音声出力装置等から構成され、ルート案内演算部１７から供給された案内ルート情報や画像処理部１９から供給された画像情報を、運転者が認識可能な形態で出力する。
【００２６】
このような車載ナビゲーション装置１０は、例えば図２に示すように、ＧＰＳ衛星６０から受信したＧＰＳ信号に基づいて自車両位置を算出すると共に、緯度及び経度が特定されている路上目標物３０に関する情報や情報配信センタ５０から受信した情報に基づいて、自車両位置を補正する。
【００２７】
一方、情報配信センタ５０は、その情報配信サーバの機能として、各車両から情報を収集する情報収集部５１と、任意の車両の付近に存在する他車両の位置を特定する他車両特定部５２と、車載ナビゲーション装置１０に情報を送信する情報送信部５３とを有する。
【００２８】
情報収集部５１は、携帯電話通信網や所定の無線通信網若しくは地上波データ放送や衛星放送等の放送網を介して、各車両から送信された当該車両の位置情報を含む各種情報を収集する。具体的には、情報収集部５１は、各車両に搭載されている車載ナビゲーション装置１０における通信部２０から送信された情報を受信し、各車両の位置情報を含むプローブデータを収集する。情報収集部５１は、収集した情報を図示しないプローブデータ格納部に蓄積したり、他車両特定部５２に供給したりする。
【００２９】
他車両特定部５２は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、又は、ＦＰＧＡ等を用いて実装され、情報収集部５１から供給された情報に基づいて、各車両の付近に存在する他車両であって位置補正が完了していない他車両を特定する。具体的には、他車両特定部５２は、路上目標物の位置に基づいて車両位置を補正してその補正に使用した情報を送信してきた任意の車両の付近に存在する他車両を特定し、当該任意の車両から送信されてきた路上目標物の緯度及び経度からなる位置情報と、当該他車両から送信されてきた当該他車両の緯度及び経度からなる位置情報との位置関係に基づいて、当該他車両の絶対座標位置からなる位置情報を推定する。他車両特定部５２は、各車両について特定した他車両の位置情報を含む各種情報を、情報送信部５３を介して各車両の車載ナビゲーション装置１０に対して送信させる。
【００３０】
情報送信部５３は、他車両特定部５２から供給された位置情報を含む車両位置の補正に必要となる情報若しくは情報配信センタ５０によって推定された補正後の車両位置情報やその推定時刻情報、自車両付近の交通情報、天候情報、路面状況情報等を、各車両の車載ナビゲーション装置１０に送信する。より具体的には、情報送信部５３は、車両位置の補正に必要となる情報として、車両位置の補正が完了した他車両におけるＧＰＳ信号の受信状況情報や、車両位置の補正が完了した他車両における、補正の際に算出しているＧＰＳ信号に基づく自車両位置情報と、補正に使用した路上目標物の位置等の情報との差異や、車両位置の補正が完了した他車両における、補正の際に算出しているマップマッチング等による自車両位置情報と、補正に使用した情報との差異等を示す情報を、各車両の車載ナビゲーション装置１０に送信する。
【００３１】
このような情報配信センタ５０は、情報収集部５１によって各車両のＧＰＳ信号の受信状況情報、各車両の位置情報、各車両の走行状態情報、及び、各車両が保有している交通情報等を収集して管理することにより、地域毎の交通状況等を把握し、適宜情報配信先を決定して各車両に必要となる情報を配信する。
【００３２】
［車両用ナビゲーションシステムの動作］
このような車載ナビゲーション装置１０と情報配信センタ５０とを備える車両用ナビゲーションシステムにおいて、情報配信センタ５０は、例えば図３に示すように、自車両位置の補正が完了した少なくとも１台の車両Ｃ１から補正に使用した情報を情報収集部５１によって受信したとする。この場合に、情報配信センタ５０の他車両特定部５２は、その補正が完了した車両Ｃ１の付近に存在する他車両であって位置補正が完了していない他車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を特定し、情報の配信先の候補車両として決定する。
【００３３】
情報配信センタ５０は、他車両特定部５２により、補正が完了した車両Ｃ１から受信している補正に使用した情報に基づいて、各候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の位置を補正する演算を行い、適宜把握している当該候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の位置との比較を行う。そして、情報配信センタ５０は、補正して求めた候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の位置と、適宜把握している当該候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の位置との差異が所定範囲を超えているかを判断する。判断の結果、位置の差異が所定範囲を超えている候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４がある場合には、情報送信部５３を介して、当該候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に対して、その位置の補正に必要となる情報や、他車両特定部５２によって算出された補正後の候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４についての車両位置情報等を配信する。
【００３４】
これに応じて、位置の補正に必要となる情報を受信し且つ位置補正を完了していない他車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、受信した補正に必要となる情報に含まれる各種情報を分析する。すなわち、車両が移動体であることや情報配信センタ５０との間で行われる通信に関する時間的な差異等に起因して、情報配信センタ５０によって推定された候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の位置と、これら候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の実際の位置との間には誤差がある。そのため、候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、受信した情報を分析し、その情報に基づいて補正した自車両位置と、補正前の現在認識している自車両位置とを逐次比較する。そして、補正後の自車両位置と現在認識している自車両位置との差異が所定範囲を超えている場合には、現在認識している自車両位置を、補正後の自車両位置に置き換える。
【００３５】
ここで、車両用ナビゲーションシステムは、自車両位置の補正に必要となる路上目標物を複数重複なく指定することにより、車両Ｃ１のように自車両位置の補正が完了する車両が逐次発生することになる。情報配信センタ５０は、当該車両から情報を逐次受信し、他車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のように位置補正が完了していない他車両へ逐次配信することになる。これに応じて、位置補正が完了していない他車両は、位置補正に必要となる情報が逐次配信されるので、その位置補正を逐次行うことになる。
【００３６】
具体的には、車両用ナビゲーションシステムにおいては、図４に示すような一連の手順にしたがって、各車両の位置補正を行う。なお、ここでは、自車両位置の補正を完了して情報配信センタ５０に対して情報を送信する車両に搭載されている車載ナビゲーション装置１０を「車載ナビゲーション装置１０Ａ」と称すると共に、当該車両の付近に存在する他車両であって位置補正を完了していない情報受信側の他車両に搭載されている車載ナビゲーション装置１０を「車載ナビゲーション装置１０Ｂ」と称するものとする。
【００３７】
まず、車載ナビゲーション装置１０Ａにおけるナビシステム演算部１６は、図４に示すように、通常時は、ステップＳ１Ａにおいて、運転者による操作入力部１５を介した操作内容を読み出し、ステップＳ２Ａにおいて、読み出した操作内容に応じた設定条件を判別し、当該車載ナビゲーション装置１０Ａの処理を決定する。
【００３８】
続いて、車載ナビゲーション装置１０Ａにおけるナビシステム演算部１６は、ステップＳ３Ａにおいて、ＧＰＳ受信機１１によって受信したＧＰＳ信号を取得し、ステップＳ４Ａにおいて、地図データベース１３から読み出した地図データと、車両情報入力部１２から取得した走行状態情報とに基づいて、マップマッチング等を行い、自車両位置を算出する。このとき、ナビシステム演算部１６は、算出した自車両位置情報と共に、自車両が走行した経路や、そのときの交通情報及び路面状況情報等もメモリ１８に格納する。
【００３９】
また、車載ナビゲーション装置１０Ａにおけるナビシステム演算部１６は、ステップＳ５Ａにおいて、車載機情報入力部１４から車載機情報を適宜取得し、ステップＳ６Ａにおいて、自車両が特定の路上目標物を通過したか否かを判定する。
【００４０】
ここで、車載ナビゲーション装置１０Ａは、自車両が特定の路上目標物を通過していない場合には、ステップＳ８Ａへと処理を移行する一方で、自車両が特定の路上目標物を通過した場合には、ステップＳ７Ａにおいて、ナビシステム演算部１６によって自車両位置の補正値を算出する。ここでは、車載ナビゲーション装置１０Ａは、自車両位置の補正を完了する車両に搭載されているので、ステップＳ７Ａへと処理を移行することになる。
【００４１】
例えば、車載ナビゲーション装置１０Ａは、ステップＳ７Ａにおいて、路上目標物が光ビーコン送信機である場合には、自車両が光ビーコン送信機を通過した際に受信した当該光ビーコン送信機のビーコン番号を車載機情報入力部１４によって入力する。そして、車載ナビゲーション装置１０Ａは、予めビーコン番号とその緯度及び経度とを関連付けた情報を地図データベース１３に格納しておき、自車両が光ビーコン送信機を通過した際に、地図データベース１３からビーコン番号に関連付けられている緯度及び経度情報をナビシステム演算部１６によって読み出し、自車両位置の補正値を算出する。
【００４２】
なお、車両用ナビゲーションシステムは、光ビーコン送信機等の特定の路上目標物の緯度及び経度情報を情報配信センタ５０に記憶させておき、自車両が光ビーコン送信機を通過した際に、その旨を情報配信センタ５０に通知することにより、情報配信センタ５０によって位置補正を行うようにしてもよい。車載ナビゲーション装置１０Ａにおけるナビシステム演算部１６は、自車両位置の補正値を算出すると、ＧＰＳ信号の受信状況情報や補正前の自車両位置情報等と共に、車両位置の補正に必要となる情報としてメモリ１８に格納する。
【００４３】
そして、車載ナビゲーション装置１０Ａは、ステップＳ８Ａにおいて、交通情報等を含め、メモリ１８に格納されている情報を、車両位置の補正に必要となる情報として、通信部２０を介して情報配信センタ５０に送信する。
【００４４】
その後、車載ナビゲーション装置１０Ａは、ステップＳ９Ａにおいて、現在認識している自車両位置を、ステップＳ７Ａにて算出した補正値に基づく補正後の自車両位置に置き換えるか否かを判定し、置き換える場合には、ステップＳ１０Ａにおいて、補正後の自車両位置に置き換えた後、ステップＳ１１Ａにおいて、ルート案内演算部１７により、案内ルートを決定するための各種演算を行い、出力部２１を介して必要な情報を出力し、ステップＳ１Ａからの処理を繰り返すことになる。
【００４５】
また、情報受信側である車載ナビゲーション装置１０Ｂも、車載ナビゲーション装置１０Ａと同様の処理を行う。
【００４６】
すなわち、車載ナビゲーション装置１０Ｂにおけるナビシステム演算部１６は、通常時は、ステップＳ１Ｂにおいて、運転者による操作入力部１５を介した操作内容を読み出し、ステップＳ２Ｂにおいて、読み出した操作内容に応じた設定条件を判別し、当該車載ナビゲーション装置１０Ｂの処理を決定すると、ステップＳ３Ｂにおいて、ＧＰＳ受信機１１によって受信したＧＰＳ信号を取得し、ステップＳ４Ｂにおいて、自車両位置を算出する。
【００４７】
続いて、車載ナビゲーション装置１０Ｂにおけるナビシステム演算部１６は、ステップＳ５Ｂにおいて、車載機情報入力部１４から車載機情報を適宜取得し、ステップＳ６Ｂにおいて、自車両が特定の路上目標物を通過したか否かを判定する。
【００４８】
ここでは、車載ナビゲーション装置１０Ｂは、自車両位置の補正を完了していない車両に搭載されているので、ステップＳ８Ｂへと処理を移行することになる。車載ナビゲーション装置１０Ｂは、自車両が特定の路上目標物を通過していない場合、すなわち、ＧＰＳ信号以外の情報に基づいて自車両位置を補正することができない場合には、ステップＳ８Ｂにおいて、交通情報等を含め、メモリ１８に格納されている情報を、通信部２０を介して情報配信センタ５０に対して送信すると共に、交通情報等と共に自車両位置の補正に必要となる情報を、通信部２０を介して情報配信センタ５０から受信し、メモリ１８に格納する。
【００４９】
続いて、車載ナビゲーション装置１０Ｂにおけるナビシステム演算部１６は、ステップＳ９Ｂにおいて、自車両位置の補正に必要となる情報をメモリ１８から読み出し、自車両のＧＰＳ受信機１１によって受信したＧＰＳ信号の受信状況情報と、情報配信センタ５０から配信されたＧＰＳ信号の受信状況情報とを比較すると共に、情報配信センタ５０から配信された情報に基づく位置補正演算によって得られた補正後の自車両位置と、現在自車両が認識している自車両位置とを比較し、現在認識している自車両位置を、ステップＳ８Ｂにて受信した情報に基づく補正後の自車両位置に置き換えるか否かを判定する。
【００５０】
ここで、車載ナビゲーション装置１０Ｂにおけるナビシステム演算部１６は、例えばＧＰＳ信号を受信しているＧＰＳ衛星６０が同一である場合等、自車両のＧＰＳ受信機１１によって受信したＧＰＳ信号の受信状況情報と、情報配信センタ５０から配信されたＧＰＳ信号の受信状況情報とが同様であり、且つ、補正後の自車両位置と現在認識している自車両位置との差異が例えば半径５ｍといった所定値を超える場合には、ステップＳ１０Ｂにおいて、現在認識している自車両位置を補正後の自車両位置に置き換える。
【００５１】
そして、車載ナビゲーション装置１０Ｂにおけるナビシステム演算部１６は、ステップＳ１１Ｂにおいて、ルート案内演算部１７により、案内ルートを決定するための各種演算を行い、出力部２１を介して必要な情報を出力し、ステップＳ１Ｂからの処理を繰り返す。
【００５２】
一方、情報配信セン５０は、各車両からＧＰＳ信号の受信状況情報や車両位置情報、さらには交通情報等を、情報収集部５１を介して適宜受信している。また、情報配信セン５０は、ステップＳ２１において、路上目標物を通過した車両に搭載されている車載ナビゲーション装置１０ＡがステップＳ８Ａにて送信した車両位置の補正に必要となる情報も受信する。
【００５３】
続いて、情報配信セン５０は、ステップＳ２２において、他車両特定部５２により、受信した情報を処理し、路上目標物を通過した車両の位置情報、当該車両から受信した補正に必要となる情報、及び、交通情報等を管理する。
【００５４】
続いて、情報配信セン５０は、ステップＳ２３において、他車両特定部５２により、例えば路上目標物を通過した車両の半径１０ｋｍ以内に存在する他車両等、当該車両の付近に存在する他車両を特定し、情報の配信先の候補車両として決定する。具体的には、情報配信セン５０は、車載ナビゲーション装置１０Ａから受信した車両位置の補正に必要となる情報に基づいて、他車両の位置を推定し、その位置情報と、当該他車両から送信された当該他車両の位置情報とを比較し、その差異が例えば半径５ｍといった所定値を超える場合には、その他車両を情報を配信する候補車両として決定する。
【００５５】
そして、情報配信セン５０は、ステップＳ２４において、他車両特定部５２により、候補車両の付近の交通情報等の他、当該候補車両において車両位置の補正に必要となる情報を、配信データとして決定し、ステップＳ２５において、情報送信部５３を介して、配信データを候補車両に対して配信し、一連の処理を終了する。
【００５６】
このように車両用ナビゲーションシステムは、車車間通信を利用して他車両を認識することができない状況や、自車両が特定の路上目標物を通過しない場合であっても、他車両から配信された情報に基づいて各車両の位置補正を行うことができる。このような車両用ナビゲーションシステムは、例えば図５に示すように、他車両から情報を受信する度に自車両位置を補正することにより、ＧＰＳ信号を受信した際に他車両から受信した情報に基づいてＧＰＳ信号の補正のみを行う従来の技術による自車両補正方法を適用した場合に比べ、実際の位置との誤差を大幅に低減することができ、精度よく各車両の位置補正を行うことができる。
【００５７】
また、車両用ナビゲーションシステムは、ある車両の付近に存在する複数の車両の位置を補正することができるため、付近に存在する複数の車両に対して車線単位でのルート案内が可能となり、車群制御を行うことができ、交通流の改善を図ることができる。特に、車両用ナビゲーションシステムは、既存のプローブやテレマティクスの機能を活用して構成されるので、特別な設備を要することなく簡易に実現することができる。さらに、車両用ナビゲーションシステムは、自車両のみで位置の補正を行うための特殊な条件が成立せずに位置の補正を行うことができない車両であっても、その位置を適宜補正することができるため、例えば任意の場所において車両を減速させるといった高精度な自車両位置が要求されるような車両走行制御システムにも適用することができる。さらにまた、車両用ナビゲーションシステムは、情報配信センタ５０を利用することにより、任意の車両の位置を補正することができれば、その補正と略同時に他の多数の車両の位置も補正することができる。そのため、車両用ナビゲーションシステムは、位置の補正が行われる車両が自車両以外に多数発生していく場合には、それに応じて自車両の位置も逐次補正されていくため、さらなる補正精度の向上を図ることができる。
【００５８】
［実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明の実施形態として示した車両用ナビゲーションシステムは、情報配信センタ５０が、路上目標物の位置に基づいて車両位置を補正してその補正に使用した情報を送信してきた任意の車両の付近に存在する他車両であって位置補正が完了していない他車両を特定すると共に、当該任意の車両から送信されてきた路上目標物の位置情報と、当該他車両から送信されてきた当該他車両の位置情報との位置関係に基づいて、当該他車両の位置情報を推定し、当該他車両の車両位置の補正に必要となる情報として当該他車両に送信する。これにより、この車両用ナビゲーションシステムは、他車両に搭載されている車載ナビゲーション装置１０が、情報配信センタ５０から送信された情報に基づいて、車両位置を補正する。
【００５９】
これにより、この車両用ナビゲーションシステムによれば、情報配信センタ５０を経由して他車両から配信された情報に基づいて各車両の位置補正を行うことができるので、車車間通信を利用して他車両を認識することができない状況であっても、車両位置を精度よく補正することができる。
【００６０】
また、この車両用ナビゲーションシステムは、情報配信センタ５０が、任意の車両から受信した情報に基づいて、特定した他車両の位置を補正する演算を行って当該他車両の位置情報を推定すると、推定した位置情報と、当該他車両から送信されてきた当該他車両の位置情報との差異が所定範囲を超える場合に、推定した位置情報を含む情報を当該他車両に対して送信する。
【００６１】
これにより、この車両用ナビゲーションシステムによれば、車両位置の補正が必要でない程度の場合には、情報配信センタ５０から車載ナビゲーション装置１０に対して情報を送信することがなくなり、情報配信センタ５０と車載ナビゲーション装置１０との間で不要に情報の授受を行って通信効率の悪化を招来するのを防止することができる。
【００６２】
さらに、この車両用ナビゲーションシステムは、車載ナビゲーション装置１０が、情報配信センタ５０から送信された情報を分析し、その情報に基づいて補正した車両位置と、補正前の現在認識している車両位置とを逐次比較し、その比較結果に基づいて、現在認識している車両位置を補正後の車両位置に置き換える。
【００６３】
これにより、この車両用ナビゲーションシステムによれば、車両位置の補正が必要でない程度の場合には、車載ナビゲーション装置１０によって車両位置の補正演算を行う必要がなく、また、車両が移動体であることや、情報配信センタ５０との間で行われる通信に関する時間的な差異等に起因して、情報配信センタ５０によって推定された車両位置と実際の車両位置との間に生じる誤差の影響を回避することができる。
【００６４】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施の形態に限定されることはなく、この実施の形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態として示す車両用ナビゲーションシステムの構成について示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態として示す車両用ナビゲーションシステムにおいて、車載ナビゲーション装置がＧＰＳ信号に基づいて自車両位置を算出すると共に、路上目標物に関する情報や情報配信センタから受信した情報に基づいて自車両位置を補正する様子を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態として示す車両用ナビゲーションシステムにおいて、情報配信センタが、自車両位置の補正が完了した車両の付近に存在する他車両であって位置補正が完了していない他車両を特定する様子を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態として示す車両用ナビゲーションシステムにおいて、各車両の位置補正を行う際の一連の手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態として示す車両用ナビゲーションシステムによる自車両位置の誤差と、従来技術を適用した場合における自車両位置の誤差とを比較した図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 車載ナビゲーション装置
１１ ＧＰＳ受信機
１２ 車両情報入力部
１３ 地図データベース
１４ 車載機情報入力部
１５ 操作入力部
１６ ナビシステム演算部
１７ ルート案内演算部
１８ メモリ
１９ 画像処理部
２０ 通信部
２１ 出力部
３０ 路上目標物
５０ 情報配信センタ
５１ 情報収集部
５２ 他車両特定部
５３ 情報送信部
６０ ＧＰＳ衛星
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両のルート案内を行う車両用ナビゲーションシステム及び車両用ナビゲーション方法、並びに、これら車両用ナビゲーションシステム及び車両用ナビゲーション方法に用いられる情報配信サーバ及び車載ナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車車間通信を利用して他車両が認識している他車両位置を取得し、当該他車両位置と、自車両が認識している当該他車両との車両間の位置関係（相対距離）とに基づいて、自車両位置を補正する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００７−１７８２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述した特許文献１に記載された従来の技術においては、他車両自身が認識している他車両位置と、自車両で取得した他車両との間の相対距離とに基づいて自車両位置を補正している。したがって、自車両によって車間距離センサや外界認識カメラ等を用いて他車両との相対距離を正確に認識することができない状況では、自車両位置を精度よく補正することができない場合があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、車車間通信を利用して他車両を認識することができない状況であっても、自車両位置を精度よく補正することができる車両用ナビゲーションシステム及び車両用ナビゲーションシステムにおける位置情報の補正方法、並びに、情報配信サーバ及び車載ナビゲーション装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するために、任意の車両から送信されてきた路上目標物の位置情報と、任意の車両の付近に存在する他車両から送信されてきた当該他車両の位置情報との位置関係に基づいて、当該他車両の位置情報を推定する。そして、推定された他車両の位置情報を含む情報に基づいて、当該他車両の車両位置を補正する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、任意の車両から取得した路上目標物の位置情報と、他車両から取得した当該他車両の位置情報との位置関係に基づいて、当該他車両の位置情報を推定して、他車両の車両位置を補正するので、車車間通信を利用して他車両を認識することができない状況であっても、自車両位置を精度よく補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を適用した車両用ナビゲーションシステムについて図面を参照して具体的に説明する。
【０００８】
［車両用ナビゲーションシステムの構成］
本発明の実施形態として示す車両用ナビゲーションシステムは、プローブやテレマティクスと称される機能を利用するものである。具体的には、周期的に車両と情報配信センタとが交信し、車両が、自車両位置や旅行時間等の情報の他、作動状況等の情報を当該情報配信センタに提供すると共に、当該情報配信センタから周辺地域の交通情報や他車両の車載システムの作動状況から推定された路面状況情報等を取得する。これにより、車両では、取得した各種の情報に基づいて、案内中のルートを更新することができるものである。
【０００９】
この車両用ナビゲーションシステムは、図１に示すように、自車両内に搭載される車載ナビゲーション装置１０と、この車載ナビゲーション装置１０に情報を配信する情報配信センタ５０とを備える。
【００１０】
車載ナビゲーション装置１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星６０からの信号を受信するＧＰＳ受信機１１と、自車両の走行状態情報を入力する車両情報入力部１２と、地図データを格納する地図データベース１３と、自車両の各種車載機の情報を入力する車載機情報入力部１４と、運転者が各種操作入力を行う操作入力部１５と、自車両位置の算出を含む各種演算を行うナビシステム演算部１６と、案内ルートを決定するための各種演算を行うルート案内演算部１７と、各種情報を一時的に格納するメモリ１８と、所定の画像処理を行う画像処理部１９と、情報配信センタ５０との間で情報の授受を行う通信部２０と、運転者に提示する情報を出力する出力部２１とを有する。
【００１１】
ＧＰＳ受信機１１は、自車両位置の算出に用いるために、ＧＰＳ衛星６０から送信されたＧＰＳ信号を受信する。ＧＰＳ受信機１１は、受信したＧＰＳ信号をナビシステム演算部１６に供給する。これによりナビシステム演算部１６は、ＧＰＳ信号を用いて自車位置を演算する。
【００１２】
車両情報入力部１２は、例えば、自車両の車速、操舵角、ヨーレート、加速度等、自車両の走行状態を示す走行状態情報を、図示しない各種センサから読み出して当該車載ナビゲーション装置１０に入力する。車両情報入力部１２は、入力した走行状態情報をナビシステム演算部１６に供給する。
【００１３】
地図データベース１３は、例えばハードディスク、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、光ディスク、又は、ＦＤＤ等、一般的な記憶媒体を用いて構成され、自車両のルート案内を行う際に用いる道路情報（リンク情報）を含む地図データを格納する。なお、この地図データベース１３に格納されている地図データには、特定の路上目標物等の各種ノードが、その緯度及び経度等の位置情報に関連付けられて格納されている。この地図データベース１３に格納された地図データは、ナビシステム演算部１６によって読み出される。
【００１４】
車載機情報入力部１４は、例えば、路上に設置されたビーコン送信機から送信されたビーコン信号を受信するビーコン受信機、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）ゲートから送信されたゲート信号を受信するＥＴＣ受信機、路面を撮像する路面カメラ、他車両を含む自車両周囲の外界を認識する外界認識センサ等を踏む。車載機情報入力部１４は、自車両に搭載されている各種車載機によって得られた車載機情報を当該車載ナビゲーション装置１０に入力する。車載機情報入力部１４は、入力した車載機情報をナビシステム演算部１６及び画像処理部１９に供給する。
【００１５】
操作入力部１５は、スイッチやダイヤル機構等、運転者が各種操作入力を行うための操作子である。この操作入力部１５を介して入力された操作情報は、ナビシステム演算部１６に供給される。
【００１６】
ナビシステム演算部１６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、又は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いて実装される。ナビシステム演算部１６は、ＧＰＳ受信機１１から供給されたＧＰＳ信号、車両情報入力部１２から供給された走行状態情報、及び、地図データベース１３から供給された地図データに基づいて、ナビゲーションを行うのに必要となる自車両位置の算出を含む各種演算を行う。
【００１７】
また、ナビシステム演算部１６は、自車両位置を補正するために、車載機情報入力部１４から供給された車載機情報に基づいて、例えば、路上に設置されたビーコン送信機、ＥＴＣゲート、路上ペイント、路傍標識等、特定の路上目標物を自車両が通過した旨を検出する。ナビシステム演算部１６は、自車両が特定の路上目標物を通過した旨を検出した場合には、例えば地図データベース１３に格納されている当該路上目標物の緯度及び経度情報等、予め当該路上目標物と関連付けられている位置情報を読み出し、自車両位置の補正を行う。
【００１８】
さらに、ナビシステム演算部１６は、各種の情報を通信部２０に供給し、情報配信センタ５０に送信させる。例えば、ＧＰＳ信号を受信しているＧＰＳ衛星６０の個数や衛星名、受信時刻等、ＧＰＳ信号の受信状況を示す受信状況情報や、ＧＰＳ信号に基づいて算出した自車両位置情報や、地図データベース１３から読み出した地図データと車両情報入力部１２から供給された走行状態情報とに基づくマップマッチング等によって算出した自車両位置情報や、現在時刻情報や、補正した自車両位置情報や、自車両の走行状態情報や、交通情報、旅行時間情報、天候情報、車載機情報等を通信部２０から情報配信センタ５０に送信させる。
【００１９】
特に、ナビシステム演算部１６は、特定の路上目標物等に基づいて自車両位置の補正を完了した場合には、補正の際に算出しているＧＰＳ信号に基づく自車両位置情報と、補正に使用した路上目標物の位置等の情報との差異や、補正の際に算出しているマップマッチング等による自車両位置情報と、補正に使用した情報との差異等を示す情報を、通信部２０を介して情報配信センタ５０に送信させる。
【００２０】
さらにまた、ナビシステム演算部１６は、通信部２０を介して、自車両位置の補正に必要となる情報若しくは情報配信センタ５０によって推定された補正後の自車両位置情報や、自車両付近の交通情報、天候情報、路面状況情報等を情報配信センタ５０から受信し、他の情報と共に、ルート案内演算部１７に供給する。
【００２１】
ルート案内演算部１７は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、又は、ＦＰＧＡ等を用いて実装される。ルート案内演算部１７は、ナビシステム演算部１６から供給された各種情報に基づいて、案内ルートを決定するための各種演算を行う。ルート案内演算部１７は、決定した案内ルート情報を出力部２１に供給する。
【００２２】
メモリ１８は、情報配信センタ５０に送信される各種情報を一時的に格納する。このメモリ１８に格納された情報は、ルート案内演算部１７を介してナビシステム演算部１６によって適宜読み出され、情報配信センタ５０に送信される。また、このメモリ１８に格納された情報のうち、自車両位置の補正に使用された情報は、その補正が完了した場合に読み出され、情報配信センタ５０に送信される。
【００２３】
画像処理部１９は、車載機情報入力部１４から供給された車載機情報のうち、路面カメラや外界認識センサ等から得られた情報に対して所定の画像処理を行い、得られた画像情報を出力部２１に供給する。
【００２４】
通信部２０は、例えば、ＤＣＭ（Data communication module）等から構成され、携帯電話通信網や所定の無線通信網若しくは地上波データ放送や衛星放送等の放送網を介して、外部の情報配信センタ５０との間で通信を行う。具体的には、通信部２０は、ナビシステム演算部１６から供給されたＧＰＳ信号の受信状況情報や、自車両位置情報、現在時刻情報、自車両位置の補正に使用した情報、自車両の走行状態情報、交通情報、旅行時間情報、天候情報、車載機情報等を情報配信センタ５０に送信する。また、通信部２０は、情報配信センタ５０から送信された自車両位置の補正に必要となる情報若しくは情報配信センタ５０によって算出された補正後の自車両位置情報や、自車両付近の交通情報、天候情報、路面状況情報等を受信し、ナビシステム演算部１６に供給する。
【００２５】
出力部２１は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置やスピーカ等の音声出力装置等から構成され、ルート案内演算部１７から供給された案内ルート情報や画像処理部１９から供給された画像情報を、運転者が認識可能な形態で出力する。
【００２６】
このような車載ナビゲーション装置１０は、例えば図２に示すように、ＧＰＳ衛星６０から受信したＧＰＳ信号に基づいて自車両位置を算出すると共に、緯度及び経度が特定されている路上目標物３０に関する情報や情報配信センタ５０から受信した情報に基づいて、自車両位置を補正する。
【００２７】
一方、情報配信センタ５０は、その情報配信サーバの機能として、各車両から情報を収集する情報収集部５１と、任意の車両の付近に存在する他車両の位置を特定する他車両特定部５２と、車載ナビゲーション装置１０に情報を送信する情報送信部５３とを有する。
【００２８】
情報収集部５１は、携帯電話通信網や所定の無線通信網若しくは地上波データ放送や衛星放送等の放送網を介して、各車両から送信された当該車両の位置情報を含む各種情報を収集する。具体的には、情報収集部５１は、各車両に搭載されている車載ナビゲーション装置１０における通信部２０から送信された情報を受信し、各車両の位置情報を含むプローブデータを収集する。情報収集部５１は、収集した情報を図示しないプローブデータ格納部に蓄積したり、他車両特定部５２に供給したりする。
【００２９】
他車両特定部５２は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、又は、ＦＰＧＡ等を用いて実装され、情報収集部５１から供給された情報に基づいて、各車両の付近に存在する他車両であって位置補正が完了していない他車両を特定する。具体的には、他車両特定部５２は、路上目標物の位置に基づいて車両位置を補正してその補正に使用した情報を送信してきた任意の車両の付近に存在する他車両を特定し、当該任意の車両から送信されてきた路上目標物の緯度及び経度からなる位置情報と、当該他車両から送信されてきた当該他車両の緯度及び経度からなる位置情報との位置関係に基づいて、当該他車両の絶対座標位置からなる位置情報を推定する。他車両特定部５２は、各車両について特定した他車両の位置情報を含む各種情報を、情報送信部５３を介して各車両の車載ナビゲーション装置１０に対して送信させる。
【００３０】
情報送信部５３は、他車両特定部５２から供給された位置情報を含む車両位置の補正に必要となる情報若しくは情報配信センタ５０によって推定された補正後の車両位置情報やその推定時刻情報、自車両付近の交通情報、天候情報、路面状況情報等を、各車両の車載ナビゲーション装置１０に送信する。より具体的には、情報送信部５３は、車両位置の補正に必要となる情報として、車両位置の補正が完了した他車両におけるＧＰＳ信号の受信状況情報や、車両位置の補正が完了した他車両における、補正の際に算出しているＧＰＳ信号に基づく自車両位置情報と、補正に使用した路上目標物の位置等の情報との差異や、車両位置の補正が完了した他車両における、補正の際に算出しているマップマッチング等による自車両位置情報と、補正に使用した情報との差異等を示す情報を、各車両の車載ナビゲーション装置１０に送信する。
【００３１】
このような情報配信センタ５０は、情報収集部５１によって各車両のＧＰＳ信号の受信状況情報、各車両の位置情報、各車両の走行状態情報、及び、各車両が保有している交通情報等を収集して管理することにより、地域毎の交通状況等を把握し、適宜情報配信先を決定して各車両に必要となる情報を配信する。
【００３２】
［車両用ナビゲーションシステムの動作］
このような車載ナビゲーション装置１０と情報配信センタ５０とを備える車両用ナビゲーションシステムにおいて、情報配信センタ５０は、例えば図３に示すように、自車両位置の補正が完了した少なくとも１台の車両Ｃ１から補正に使用した情報を情報収集部５１によって受信したとする。この場合に、情報配信センタ５０の他車両特定部５２は、その補正が完了した車両Ｃ１の付近に存在する他車両であって位置補正が完了していない他車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を特定し、情報の配信先の候補車両として決定する。
【００３３】
情報配信センタ５０は、他車両特定部５２により、補正が完了した車両Ｃ１から受信している補正に使用した情報に基づいて、各候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の位置を補正する演算を行い、適宜把握している当該候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の位置との比較を行う。そして、情報配信センタ５０は、補正して求めた候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の位置と、適宜把握している当該候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の位置との差異が所定範囲を超えているかを判断する。判断の結果、位置の差異が所定範囲を超えている候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４がある場合には、情報送信部５３を介して、当該候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に対して、その位置の補正に必要となる情報や、他車両特定部５２によって算出された補正後の候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４についての車両位置情報等を配信する。
【００３４】
これに応じて、位置の補正に必要となる情報を受信し且つ位置補正を完了していない他車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、受信した補正に必要となる情報に含まれる各種情報を分析する。すなわち、車両が移動体であることや情報配信センタ５０との間で行われる通信に関する時間的な差異等に起因して、情報配信センタ５０によって推定された候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の位置と、これら候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の実際の位置との間には誤差がある。そのため、候補車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、受信した情報を分析し、その情報に基づいて補正した自車両位置と、補正前の現在認識している自車両位置とを逐次比較する。そして、補正後の自車両位置と現在認識している自車両位置との差異が所定範囲を超えている場合には、現在認識している自車両位置を、補正後の自車両位置に置き換える。
【００３５】
ここで、車両用ナビゲーションシステムは、自車両位置の補正に必要となる路上目標物を複数重複なく指定することにより、車両Ｃ１のように自車両位置の補正が完了する車両が逐次発生することになる。情報配信センタ５０は、当該車両から情報を逐次受信し、他車両Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のように位置補正が完了していない他車両へ逐次配信することになる。これに応じて、位置補正が完了していない他車両は、位置補正に必要となる情報が逐次配信されるので、その位置補正を逐次行うことになる。
【００３６】
具体的には、車両用ナビゲーションシステムにおいては、図４に示すような一連の手順にしたがって、各車両の位置補正を行う。なお、ここでは、自車両位置の補正を完了して情報配信センタ５０に対して情報を送信する車両に搭載されている車載ナビゲーション装置１０を「車載ナビゲーション装置１０Ａ」と称すると共に、当該車両の付近に存在する他車両であって位置補正を完了していない情報受信側の他車両に搭載されている車載ナビゲーション装置１０を「車載ナビゲーション装置１０Ｂ」と称するものとする。
【００３７】
まず、車載ナビゲーション装置１０Ａにおけるナビシステム演算部１６は、図４に示すように、通常時は、ステップＳ１Ａにおいて、運転者による操作入力部１５を介した操作内容を読み出し、ステップＳ２Ａにおいて、読み出した操作内容に応じた設定条件を判別し、当該車載ナビゲーション装置１０Ａの処理を決定する。
【００３８】
続いて、車載ナビゲーション装置１０Ａにおけるナビシステム演算部１６は、ステップＳ３Ａにおいて、ＧＰＳ受信機１１によって受信したＧＰＳ信号を取得し、ステップＳ４Ａにおいて、地図データベース１３から読み出した地図データと、車両情報入力部１２から取得した走行状態情報とに基づいて、マップマッチング等を行い、自車両位置を算出する。このとき、ナビシステム演算部１６は、算出した自車両位置情報と共に、自車両が走行した経路や、そのときの交通情報及び路面状況情報等もメモリ１８に格納する。
【００３９】
また、車載ナビゲーション装置１０Ａにおけるナビシステム演算部１６は、ステップＳ５Ａにおいて、車載機情報入力部１４から車載機情報を適宜取得し、ステップＳ６Ａにおいて、自車両が特定の路上目標物を通過したか否かを判定する。
【００４０】
ここで、車載ナビゲーション装置１０Ａは、自車両が特定の路上目標物を通過していない場合には、ステップＳ８Ａへと処理を移行する一方で、自車両が特定の路上目標物を通過した場合には、ステップＳ７Ａにおいて、ナビシステム演算部１６によって自車両位置の補正値を算出する。ここでは、車載ナビゲーション装置１０Ａは、自車両位置の補正を完了する車両に搭載されているので、ステップＳ７Ａへと処理を移行することになる。
【００４１】
例えば、車載ナビゲーション装置１０Ａは、ステップＳ７Ａにおいて、路上目標物が光ビーコン送信機である場合には、自車両が光ビーコン送信機を通過した際に受信した当該光ビーコン送信機のビーコン番号を車載機情報入力部１４によって入力する。そして、車載ナビゲーション装置１０Ａは、予めビーコン番号とその緯度及び経度とを関連付けた情報を地図データベース１３に格納しておき、自車両が光ビーコン送信機を通過した際に、地図データベース１３からビーコン番号に関連付けられている緯度及び経度情報をナビシステム演算部１６によって読み出し、自車両位置の補正値を算出する。
【００４２】
なお、車両用ナビゲーションシステムは、光ビーコン送信機等の特定の路上目標物の緯度及び経度情報を情報配信センタ５０に記憶させておき、自車両が光ビーコン送信機を通過した際に、その旨を情報配信センタ５０に通知することにより、情報配信センタ５０によって位置補正を行うようにしてもよい。車載ナビゲーション装置１０Ａにおけるナビシステム演算部１６は、自車両位置の補正値を算出すると、ＧＰＳ信号の受信状況情報や補正前の自車両位置情報等と共に、車両位置の補正に必要となる情報としてメモリ１８に格納する。
【００４３】
そして、車載ナビゲーション装置１０Ａは、ステップＳ８Ａにおいて、交通情報等を含め、メモリ１８に格納されている情報を、車両位置の補正に必要となる情報として、通信部２０を介して情報配信センタ５０に送信する。
【００４４】
その後、車載ナビゲーション装置１０Ａは、ステップＳ９Ａにおいて、現在認識している自車両位置を、ステップＳ７Ａにて算出した補正値に基づく補正後の自車両位置に置き換えるか否かを判定し、置き換える場合には、ステップＳ１０Ａにおいて、補正後の自車両位置に置き換えた後、ステップＳ１１Ａにおいて、ルート案内演算部１７により、案内ルートを決定するための各種演算を行い、出力部２１を介して必要な情報を出力し、ステップＳ１Ａからの処理を繰り返すことになる。
【００４５】
また、情報受信側である車載ナビゲーション装置１０Ｂも、車載ナビゲーション装置１０Ａと同様の処理を行う。
【００４６】
すなわち、車載ナビゲーション装置１０Ｂにおけるナビシステム演算部１６は、通常時は、ステップＳ１Ｂにおいて、運転者による操作入力部１５を介した操作内容を読み出し、ステップＳ２Ｂにおいて、読み出した操作内容に応じた設定条件を判別し、当該車載ナビゲーション装置１０Ｂの処理を決定すると、ステップＳ３Ｂにおいて、ＧＰＳ受信機１１によって受信したＧＰＳ信号を取得し、ステップＳ４Ｂにおいて、自車両位置を算出する。
【００４７】
続いて、車載ナビゲーション装置１０Ｂにおけるナビシステム演算部１６は、ステップＳ５Ｂにおいて、車載機情報入力部１４から車載機情報を適宜取得し、ステップＳ６Ｂにおいて、自車両が特定の路上目標物を通過したか否かを判定する。
【００４８】
ここでは、車載ナビゲーション装置１０Ｂは、自車両位置の補正を完了していない車両に搭載されているので、ステップＳ８Ｂへと処理を移行することになる。車載ナビゲーション装置１０Ｂは、自車両が特定の路上目標物を通過していない場合、すなわち、ＧＰＳ信号以外の情報に基づいて自車両位置を補正することができない場合には、ステップＳ８Ｂにおいて、交通情報等を含め、メモリ１８に格納されている情報を、通信部２０を介して情報配信センタ５０に対して送信すると共に、交通情報等と共に自車両位置の補正に必要となる情報を、通信部２０を介して情報配信センタ５０から受信し、メモリ１８に格納する。
【００４９】
続いて、車載ナビゲーション装置１０Ｂにおけるナビシステム演算部１６は、ステップＳ９Ｂにおいて、自車両位置の補正に必要となる情報をメモリ１８から読み出し、自車両のＧＰＳ受信機１１によって受信したＧＰＳ信号の受信状況情報と、情報配信センタ５０から配信されたＧＰＳ信号の受信状況情報とを比較すると共に、情報配信センタ５０から配信された情報に基づく位置補正演算によって得られた補正後の自車両位置と、現在自車両が認識している自車両位置とを比較し、現在認識している自車両位置を、ステップＳ８Ｂにて受信した情報に基づく補正後の自車両位置に置き換えるか否かを判定する。
【００５０】
ここで、車載ナビゲーション装置１０Ｂにおけるナビシステム演算部１６は、例えばＧＰＳ信号を受信しているＧＰＳ衛星６０が同一である場合等、自車両のＧＰＳ受信機１１によって受信したＧＰＳ信号の受信状況情報と、情報配信センタ５０から配信されたＧＰＳ信号の受信状況情報とが同様であり、且つ、補正後の自車両位置と現在認識している自車両位置との差異が例えば半径５ｍといった所定値を超える場合には、ステップＳ１０Ｂにおいて、現在認識している自車両位置を補正後の自車両位置に置き換える。
【００５１】
そして、車載ナビゲーション装置１０Ｂにおけるナビシステム演算部１６は、ステップＳ１１Ｂにおいて、ルート案内演算部１７により、案内ルートを決定するための各種演算を行い、出力部２１を介して必要な情報を出力し、ステップＳ１Ｂからの処理を繰り返す。
【００５２】
一方、情報配信セン５０は、各車両からＧＰＳ信号の受信状況情報や車両位置情報、さらには交通情報等を、情報収集部５１を介して適宜受信している。また、情報配信セン５０は、ステップＳ２１において、路上目標物を通過した車両に搭載されている車載ナビゲーション装置１０ＡがステップＳ８Ａにて送信した車両位置の補正に必要となる情報も受信する。
【００５３】
続いて、情報配信セン５０は、ステップＳ２２において、他車両特定部５２により、受信した情報を処理し、路上目標物を通過した車両の位置情報、当該車両から受信した補正に必要となる情報、及び、交通情報等を管理する。
【００５４】
続いて、情報配信セン５０は、ステップＳ２３において、他車両特定部５２により、例えば路上目標物を通過した車両の半径１０ｋｍ以内に存在する他車両等、当該車両の付近に存在する他車両を特定し、情報の配信先の候補車両として決定する。具体的には、情報配信セン５０は、車載ナビゲーション装置１０Ａから受信した車両位置の補正に必要となる情報に基づいて、他車両の位置を推定し、その位置情報と、当該他車両から送信された当該他車両の位置情報とを比較し、その差異が例えば半径５ｍといった所定値を超える場合には、その他車両を情報を配信する候補車両として決定する。
【００５５】
そして、情報配信セン５０は、ステップＳ２４において、他車両特定部５２により、候補車両の付近の交通情報等の他、当該候補車両において車両位置の補正に必要となる情報を、配信データとして決定し、ステップＳ２５において、情報送信部５３を介して、配信データを候補車両に対して配信し、一連の処理を終了する。
【００５６】
このように車両用ナビゲーションシステムは、車車間通信を利用して他車両を認識することができない状況や、自車両が特定の路上目標物を通過しない場合であっても、他車両から配信された情報に基づいて各車両の位置補正を行うことができる。このような車両用ナビゲーションシステムは、例えば図５に示すように、他車両から情報を受信する度に自車両位置を補正することにより、ＧＰＳ信号を受信した際に他車両から受信した情報に基づいてＧＰＳ信号の補正のみを行う従来の技術による自車両補正方法を適用した場合に比べ、実際の位置との誤差を大幅に低減することができ、精度よく各車両の位置補正を行うことができる。
【００５７】
また、車両用ナビゲーションシステムは、ある車両の付近に存在する複数の車両の位置を補正することができるため、付近に存在する複数の車両に対して車線単位でのルート案内が可能となり、車群制御を行うことができ、交通流の改善を図ることができる。特に、車両用ナビゲーションシステムは、既存のプローブやテレマティクスの機能を活用して構成されるので、特別な設備を要することなく簡易に実現することができる。さらに、車両用ナビゲーションシステムは、自車両のみで位置の補正を行うための特殊な条件が成立せずに位置の補正を行うことができない車両であっても、その位置を適宜補正することができるため、例えば任意の場所において車両を減速させるといった高精度な自車両位置が要求されるような車両走行制御システムにも適用することができる。さらにまた、車両用ナビゲーションシステムは、情報配信センタ５０を利用することにより、任意の車両の位置を補正することができれば、その補正と略同時に他の多数の車両の位置も補正することができる。そのため、車両用ナビゲーションシステムは、位置の補正が行われる車両が自車両以外に多数発生していく場合には、それに応じて自車両の位置も逐次補正されていくため、さらなる補正精度の向上を図ることができる。
【００５８】
［実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明の実施形態として示した車両用ナビゲーションシステムは、情報配信センタ５０が、路上目標物の位置に基づいて車両位置を補正してその補正に使用した情報を送信してきた任意の車両の付近に存在する他車両であって位置補正が完了していない他車両を特定すると共に、当該任意の車両から送信されてきた路上目標物の位置情報と、当該他車両から送信されてきた当該他車両の位置情報との位置関係に基づいて、当該他車両の位置情報を推定し、当該他車両の車両位置の補正に必要となる情報として当該他車両に送信する。これにより、この車両用ナビゲーションシステムは、他車両に搭載されている車載ナビゲーション装置１０が、情報配信センタ５０から送信された情報に基づいて、車両位置を補正する。
【００５９】
これにより、この車両用ナビゲーションシステムによれば、情報配信センタ５０を経由して他車両から配信された情報に基づいて各車両の位置補正を行うことができるので、車車間通信を利用して他車両を認識することができない状況であっても、車両位置を精度よく補正することができる。
【００６０】
また、この車両用ナビゲーションシステムは、情報配信センタ５０が、任意の車両から受信した情報に基づいて、特定した他車両の位置を補正する演算を行って当該他車両の位置情報を推定すると、推定した位置情報と、当該他車両から送信されてきた当該他車両の位置情報との差異が所定範囲を超える場合に、推定した位置情報を含む情報を当該他車両に対して送信する。
【００６１】
これにより、この車両用ナビゲーションシステムによれば、車両位置の補正が必要でない程度の場合には、情報配信センタ５０から車載ナビゲーション装置１０に対して情報を送信することがなくなり、情報配信センタ５０と車載ナビゲーション装置１０との間で不要に情報の授受を行って通信効率の悪化を招来するのを防止することができる。
【００６２】
さらに、この車両用ナビゲーションシステムは、車載ナビゲーション装置１０が、情報配信センタ５０から送信された情報を分析し、その情報に基づいて補正した車両位置と、補正前の現在認識している車両位置とを逐次比較し、その比較結果に基づいて、現在認識している車両位置を補正後の車両位置に置き換える。
【００６３】
これにより、この車両用ナビゲーションシステムによれば、車両位置の補正が必要でない程度の場合には、車載ナビゲーション装置１０によって車両位置の補正演算を行う必要がなく、また、車両が移動体であることや、情報配信センタ５０との間で行われる通信に関する時間的な差異等に起因して、情報配信センタ５０によって推定された車両位置と実際の車両位置との間に生じる誤差の影響を回避することができる。
【００６４】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施の形態に限定されることはなく、この実施の形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態として示す車両用ナビゲーションシステムの構成について示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態として示す車両用ナビゲーションシステムにおいて、車載ナビゲーション装置がＧＰＳ信号に基づいて自車両位置を算出すると共に、路上目標物に関する情報や情報配信センタから受信した情報に基づいて自車両位置を補正する様子を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態として示す車両用ナビゲーションシステムにおいて、情報配信センタが、自車両位置の補正が完了した車両の付近に存在する他車両であって位置補正が完了していない他車両を特定する様子を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態として示す車両用ナビゲーションシステムにおいて、各車両の位置補正を行う際の一連の手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態として示す車両用ナビゲーションシステムによる自車両位置の誤差と、従来技術を適用した場合における自車両位置の誤差とを比較した図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 車載ナビゲーション装置
１１ ＧＰＳ受信機
１２ 車両情報入力部
１３ 地図データベース
１４ 車載機情報入力部
１５ 操作入力部
１６ ナビシステム演算部
１７ ルート案内演算部
１８ メモリ
１９ 画像処理部
２０ 通信部
２１ 出力部
３０ 路上目標物
５０ 情報配信センタ
５１ 情報収集部
５２ 他車両特定部
５３ 情報送信部
６０ ＧＰＳ衛星
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内に搭載される車載ナビゲーション装置と、
前記車載ナビゲーション装置に情報を配信する情報配信サーバとを備え、
前記情報配信サーバは、
路上目標物の位置に基づいて車両位置を補正してその補正に使用した情報を送信してきた任意の車両の付近に存在する他車両であって位置補正が完了していない他車両を特定し、当該任意の車両から送信されてきた前記路上目標物の位置情報と、当該他車両から送信されてきた当該他車両の位置情報との位置関係に基づいて、当該他車両の位置情報を推定する他車両特定手段と、
前記他車両特定手段によって推定された前記他車両の位置情報を含む情報を、当該他車両の車両位置の補正に必要となる情報として当該他車両に送信する情報送信手段とを有し、
前記他車両に搭載されている前記車載ナビゲーション装置は、前記情報配信サーバから送信された情報に基づいて、車両位置を補正する補正手段を有すること
を特徴とする車両用ナビゲーションシステム。
【請求項２】
前記他車両特定手段は、前記任意の車両から受信した情報に基づいて、特定した前記他車両の位置を補正する演算を行って当該他車両の位置情報を推定し、推定した位置情報と、当該他車両から送信されてきた当該他車両の位置情報との差異が所定範囲を超える場合には、推定した位置情報を含む情報を、前記情報送信手段を介して当該他車両に送信させることを特徴とする請求項１に記載の車両用ナビゲーションシステム。
【請求項３】
前記補正手段は、前記情報配信サーバから送信された情報を分析し、その情報に基づいて補正した車両位置と、補正前の現在認識している車両位置とを逐次比較し、その比較結果に基づいて、前記現在認識している車両位置を、前記補正後の車両位置に置き換えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用ナビゲーションシステム。
【請求項４】
任意の車両から送信されてきた路上目標物の位置情報と、前記任意の車両の付近に存在する他車両から送信されてきた当該他車両の位置情報との位置関係に基づいて、当該他車両の位置情報を推定し、推定された前記他車両の位置情報を含む情報に基づいて、当該他車両の車両位置を補正することを特徴とする車両用ナビゲーションシステムにおける位置情報の補正方法。
【請求項５】
車載ナビゲーション装置に情報を配信する情報配信サーバにおいて、
路上目標物の位置に基づいて車両位置を補正してその補正に使用した情報を送信してきた任意の車両の付近に存在する他車両であって位置補正が完了していない他車両を特定し、当該任意の車両から送信されてきた前記路上目標物の位置情報と、当該他車両から送信されてきた当該他車両の位置情報との位置関係に基づいて、当該他車両の位置情報を推定する他車両特定手段と、
前記他車両特定手段によって推定された前記他車両の位置情報を含む情報を、当該他車両の車両位置の補正に必要となる情報として当該他車両に送信する情報送信手段と
を備えることを特徴とする情報配信サーバ。
【請求項６】
車両内に搭載される車載ナビゲーション装置において、
路上目標物の位置に基づいて車両位置を補正し、その補正に使用した情報を自車両位置情報と共に外部の情報配信サーバに送信する送信手段と、
任意の車両から送信された路上目標物の位置情報と、前記送信手段によって送信した自車両位置情報との位置関係に基づいて、前記情報配信サーバによって推定された自車両位置情報を含む情報を、路上目標物の位置に基づく位置補正が完了していない場合に受信する受信手段と、
前記受信手段によって前記情報配信サーバから受信した情報に基づいて、車両位置を補正する補正手段と
を備えることを特徴とする車載ナビゲーション装置。
【請求項１】
車両内に搭載される車載ナビゲーション装置と、
前記車載ナビゲーション装置に情報を配信する情報配信サーバとを備え、
前記情報配信サーバは、
路上目標物の位置に基づいて車両位置を補正してその補正に使用した情報を送信してきた任意の車両の付近に存在する他車両であって位置補正が完了していない他車両を特定し、当該任意の車両から送信されてきた前記路上目標物の位置情報と、当該他車両から送信されてきた当該他車両の位置情報との位置関係に基づいて、当該他車両の位置情報を推定する他車両特定手段と、
前記他車両特定手段によって推定された前記他車両の位置情報を含む情報を、当該他車両の車両位置の補正に必要となる情報として当該他車両に送信する情報送信手段とを有し、
前記他車両に搭載されている前記車載ナビゲーション装置は、前記情報配信サーバから送信された情報に基づいて、車両位置を補正する補正手段を有すること
を特徴とする車両用ナビゲーションシステム。
【請求項２】
前記他車両特定手段は、前記任意の車両から受信した情報に基づいて、特定した前記他車両の位置を補正する演算を行って当該他車両の位置情報を推定し、推定した位置情報と、当該他車両から送信されてきた当該他車両の位置情報との差異が所定範囲を超える場合には、推定した位置情報を含む情報を、前記情報送信手段を介して当該他車両に送信させることを特徴とする請求項１に記載の車両用ナビゲーションシステム。
【請求項３】
前記補正手段は、前記情報配信サーバから送信された情報を分析し、その情報に基づいて補正した車両位置と、補正前の現在認識している車両位置とを逐次比較し、その比較結果に基づいて、前記現在認識している車両位置を、前記補正後の車両位置に置き換えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用ナビゲーションシステム。
【請求項４】
任意の車両から送信されてきた路上目標物の位置情報と、前記任意の車両の付近に存在する他車両から送信されてきた当該他車両の位置情報との位置関係に基づいて、当該他車両の位置情報を推定し、推定された前記他車両の位置情報を含む情報に基づいて、当該他車両の車両位置を補正することを特徴とする車両用ナビゲーションシステムにおける位置情報の補正方法。
【請求項５】
車載ナビゲーション装置に情報を配信する情報配信サーバにおいて、
路上目標物の位置に基づいて車両位置を補正してその補正に使用した情報を送信してきた任意の車両の付近に存在する他車両であって位置補正が完了していない他車両を特定し、当該任意の車両から送信されてきた前記路上目標物の位置情報と、当該他車両から送信されてきた当該他車両の位置情報との位置関係に基づいて、当該他車両の位置情報を推定する他車両特定手段と、
前記他車両特定手段によって推定された前記他車両の位置情報を含む情報を、当該他車両の車両位置の補正に必要となる情報として当該他車両に送信する情報送信手段と
を備えることを特徴とする情報配信サーバ。
【請求項６】
車両内に搭載される車載ナビゲーション装置において、
路上目標物の位置に基づいて車両位置を補正し、その補正に使用した情報を自車両位置情報と共に外部の情報配信サーバに送信する送信手段と、
任意の車両から送信された路上目標物の位置情報と、前記送信手段によって送信した自車両位置情報との位置関係に基づいて、前記情報配信サーバによって推定された自車両位置情報を含む情報を、路上目標物の位置に基づく位置補正が完了していない場合に受信する受信手段と、
前記受信手段によって前記情報配信サーバから受信した情報に基づいて、車両位置を補正する補正手段と
を備えることを特徴とする車載ナビゲーション装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１９５８８（Ｐ２０１０−１９５８８Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７８０６１（Ｐ２００８−１７８０６１）
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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