電波回折推定装置、電波回折推定システム、コンピュータプログラム及び電波回折推定方法
【課題】送信機からの電波の回折度合いを推定し、推定結果に応じて車両の位置を精度良く特定することができる電波回折推定装置、電波回折推定システム、コンピュータプログラム及び電波回折推定方法を提供する。
【解決手段】制御部３０は、周辺車両３００の形状情報、位置情報を取得し、自車両の予測位置を求め、送信機２００との仮想直線を特定する。制御部３０は、送信機２００からの電波を受信して電波測位位置を求める。制御部３０は、周辺車両３００の形状情報、車間距離、仮想直線などに基づいて周辺車両３００による仮想遮蔽面を特定し、仮想遮蔽面と仮想直線などに基づいて電波の回折角度θを算出する。制御部３０は、算出した回折角度に応じて重み付け係数を設定し、設定した重み付け係数、予想位置及び電波測位位置に基づいて、自車位置を特定する。
【解決手段】制御部３０は、周辺車両３００の形状情報、位置情報を取得し、自車両の予測位置を求め、送信機２００との仮想直線を特定する。制御部３０は、送信機２００からの電波を受信して電波測位位置を求める。制御部３０は、周辺車両３００の形状情報、車間距離、仮想直線などに基づいて周辺車両３００による仮想遮蔽面を特定し、仮想遮蔽面と仮想直線などに基づいて電波の回折角度θを算出する。制御部３０は、算出した回折角度に応じて重み付け係数を設定し、設定した重み付け係数、予想位置及び電波測位位置に基づいて、自車位置を特定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を受信して位置を測位する技術に関し、特に電波が遮蔽された場合でも電波の回折度合いを推定して位置を高精度に特定することができる電波回折推定装置、該電波回折推定装置を備える電波回折推定システム、該電波回折推定装置を実現するためのコンピュータプログラム及び電波回折推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、交差点内及びその付近での車両同士、あるいは車両と歩行者との交通事故を防止するために、交差点に設置された信号機の灯色の表示情報を交差点に向かって走行してくる車両に対して送信し、車両に搭載された車載機で表示情報を受信し、受信した表示情報に基づいて交差点の手前で安全に停止することができるか否か、あるいは、交差点を安全に通過することができるか否かを判定し、判定結果に応じて運転者に音声で注意を促すシステムがある。また、車載機で受信した信号機の表示情報に基づいて、交差点を安全に通過することができるか否かを判定し、判定結果に応じて車両のブレーキ制御を行う信号機連動式車両速度制御装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２８０６８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
交差点手前で安全に車両を停止させる場合、交差点付近に設けられた停止線の手前で確実に車両を停止させる必要があり、車両から停止線までの距離を正確に把握しておく必要がある。しかしながら、特許文献１の装置にあっては、車両を減速させる制御が自動的に行われても車両から停止線までの距離が正確に判らないため、車両を停止線の手前で確実に停止させることは困難であり、オーバーランといった不具合を生じる恐れがある。このため、従来の技術では、車両を停止線の手前で確実に停止させて交差点における交通事故を未然に防止するには不十分な面があった。
【０００４】
一方、送信機から所定の電波を送信し、その電波を受信して自車両の位置を測位する技術もある。しかし、一般的な道路交通状況では、自車両の周辺を多くの車両が併走しており、例えば、自車両の近くに大型車両が併走するような場合には、その大型車両により送信機からの電波が遮蔽されてしまう。このため、自車両で直接波を受信できず、回折波又は反射波などを受信することとなり、車両の位置を精度良く測位することができず、誤った自車位置情報を正しい位置情報と認識したまま持ち続けてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、送信機からの電波の回折度合いを推定し、推定結果に応じて車両の位置を精度良く特定することができる電波回折推定装置、該電波回折推定装置を備える電波回折推定システム、該電波回折推定装置を実現するためのコンピュータプログラム及び電波回折推定方法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】
【０００６】
第１発明に係る電波回折推定装置は、送信機から送信された電波の回折度合いを推定する電波回折推定装置であって、前記送信機の位置情報を取得する送信機情報取得手段と、自身の位置を計測する計測手段と、自身の周辺に存在する周辺物体の形状情報及び位置情報を取得する周辺物体情報取得手段と、前記送信機の位置情報、自身の計測位置並びに前記周辺物体の形状情報及び位置情報に基づいて、前記周辺物体による電波の回折度合いを推定する回折推定手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
第２発明に係る電波回折推定装置は、第１発明において、前記送信機の位置と計測した自身の位置とを結ぶ仮想直線を特定する直線特定手段と、前記周辺物体により電波を遮蔽する仮想遮蔽面を特定する遮蔽面特定手段とを備え、前記回折推定手段は、前記仮想直線及び仮想遮蔽面に基づいて電波の回折度合いを推定するように構成してあることを特徴とする。
【０００８】
第３発明に係る電波回折推定装置は、第１発明又は第２発明において、前記回折推定手段で推定した電波の回折度合いに基づいて自身の位置を特定する位置特定手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
第４発明に係る電波回折推定装置は、第３発明において、前記送信機から送信された電波を受信する受信部と、道路形状に関する道路形状情報を取得する道路情報取得手段とを備え、前記計測手段は、前記受信部で受信した電波及び前記道路形状情報に基づいて自身の位置を計測する第１計測手段と、該第１計測手段と異なる計測機能を有し、自身の位置を計測する第２計測手段とを備え、前記位置特定手段は、前記回折推定手段で推定した電波の回折度合いに応じて、前記第１計測手段及び第２計測手段それぞれで計測した位置に重み付けして自身の位置を特定するように構成してあることを特徴とする。
【００１０】
第５発明に係る電波回折推定装置は、第４発明において、前記回折推定手段で推定した電波の回折度合いに基づいて、前記第１計測手段で計測する自車の位置の信頼度を判定する信頼度判定手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
第６発明に係る電波回折推定装置は、第４発明又は第５発明において、前記仮想直線と仮想遮蔽面との交点に基づいて、電波の該仮想遮蔽面外周上の回折点を算出する回折点算出手段と、前記送信機と計測前の自身の位置との距離を算出する第１距離算出手段とを備え、前記第１計測手段は、前記送信機と回折点との距離及び該回折点と計測後の自身の位置との距離の合算距離が、前記第１距離算出手段で算出した距離に等しくなるように自身の位置を計測するように構成してあることを特徴とする。
【００１２】
第７発明に係る電波回折推定装置は、第４発明乃至第６発明のいずれか１つにおいて、前記仮想直線と仮想遮蔽面との交点の該仮想遮蔽面上の位置に基づいて前記周辺物体による電波の回折角度を算出する回折角度算出手段を備え、前記回折推定手段は、前記回折角度算出手段で算出した回折角度に応じて回折度合いを推定するように構成してあることを特徴とする。
【００１３】
第８発明に係る電波回折推定装置は、第４発明乃至第７発明のいずれか１つにおいて、前記周辺物体までの距離情報を取得する距離情報取得手段を備え、前記第２計測手段は、前記周辺物体の位置情報及び前記距離情報取得手段で取得した距離情報に基づいて、自身の位置を計測するように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
第９発明に係る電波回折推定システムは、第１発明乃至第８発明のいずれか１つに係る電波回折推定装置と、電波を該電波回折推定装置へ送信する送信機とを備えることを特徴とする。
【００１５】
第１０発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、送信機から送信された電波の回折度合いを推定させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、送信機の位置と自身の位置とを結ぶ仮想直線を特定する直線特定手段と、自身の周辺に存在する周辺物体の形状情報及び位置情報に基づいて、該周辺物体により電波を遮蔽する仮想遮蔽面を特定する遮蔽面特定手段と、前記仮想直線及び仮想遮蔽面に基づいて、前記周辺物体による電波の回折度合いを推定する回折推定手段として機能させることを特徴とする。
【００１６】
第１１発明に係る電波回折推定方法は、送信機から送信された電波の回折度合いを推定する電波回折推定方法であって、前記送信機の位置情報を取得し、自身の位置を計測し、自身の周辺に存在する周辺物体の形状情報及び位置情報を取得し、前記送信機の位置情報、自身の計測位置並びに前記周辺物体の形状情報及び位置情報に基づいて、前記周辺物体による電波の回折度合いを推定することを特徴とする。
【００１７】
第１発明、第１０発明及び第１１発明にあっては、電波回折推定装置は、送信機の位置情報（例えば、送信機の送信アンテナの絶対位置又は相対位置）、自身（例えば、自車両）の周辺に存在する周辺物体（例えば、周辺車両）の形状情報（例えば、周辺車両の長さ、幅、高さなどの三次元情報）及び位置情報（例えば、周辺車両の絶対位置又は相対位置、周辺車両との車間距離など）を取得するとともに、自身（自車両）の位置を計測する。送信機の位置情報は、送信機が送信する電波に含めてもよく、光ビーコン等路側装置などから取得することもできる。また、周辺車両の情報は、車車間通信により取得することができ、車間距離は、自車両に搭載した車載センサなどにより計測することができる。また、自車両の位置は、例えば、カーナビゲーションシステムからの出力される自車位置の情報、光ビーコン等の路側装置との通信地点の情報、あるいはＧＰＳ衛星信号を受信して測位される位置情報などにより計測することができる。また、自車両の位置は、周辺車両の位置とその周辺車両との車間距離により計測することもできる。なお、計測した自車両の位置は、あくまで自車両の概略の位置を示すものであり、高精度に自車両の位置を特定する前段階のものである。
【００１８】
電波回折推定装置は、送信機の位置情報、自車両の計測位置並びに周辺車両の形状情報及び位置情報に基づいて、その周辺車両による電波の回折度合いを推定する。例えば、送信機の位置と自車両の計測位置とに基づいて、自車両から見た送信機の位置（方向）を求めることができる。自車両から見た送信機の位置が、周辺車両の形状（高さ、長さ、幅など）により遮蔽される遮蔽面上にあるか否かにより、電波の回折の有無を判定することができる。例えば、送信機、遮蔽物、受信機の位置により電波の回折角度を求め、求めた回折角度により、電波の回折度合いを判定することができる。これにより、自車両で送信機からの電波を受信し、自車両の位置を測位する場合に、測位した位置の精度が高いのか、あるいは大きな誤差が含まれているのかを推定することができ、誤った自車位置情報を正しい位置情報と認識したまま持ち続けてしまうことを防止することができる。
【００１９】
第２発明にあっては、電波回折推定装置は、送信機の位置と自車両の計測位置とを結ぶ仮想直線を特定し、周辺車両により電波を遮蔽する仮想遮蔽面を特定する。例えば、仮想遮蔽面は、周辺車両の長さ、高さ、幅等で表わされる形状を仮想直線の方向（自車両から送信機を見た方向）に平面化することにより求めることができる。電波回折推定装置は、仮想直線及び仮想遮蔽面に基づいて電波の回折度合いを推定する。例えば、仮想直線と仮想遮蔽面との交点がある場合、電波の回折があると推定でき、交点がない場合、電波の回折がないと推定できる。例えば、送信機、遮蔽物、受信機の位置により電波の回折角度を求め、求めた回折角度により、電波の回折度合いを判定することができる。これにより、自車両で送信機からの電波を受信し、自車両の位置を測位する場合に、測位した位置の精度が高いのか、あるいは大きな誤差が含まれているのかを推定することができ、誤った自車位置情報を正しい位置情報と認識したまま持ち続けてしまうことを防止することができる。
【００２０】
第３発明にあっては、電波回折推定装置は、推定した電波の回折度合いに基づいて自身の位置を特定する。例えば、電波の回折がない場合、電波を受信した位置（電波測位位置）を自車両の位置とすることができる。この場合、自車両の位置は、例えば、送信機の位置を中心とし、電波の到達時間に対応する距離を半径とする球面上にある。これと自車両が走行している道路の道路形状情報などを組み合わせることにより、自車位置を特定することができる。また、電波の回折がある場合には、回折度合いに応じて、電波測位位置を補正することにより自車位置を特定することができる。この場合、送信機と電波測位位置との直線距離と、回折波の伝播距離とが等しくなるように自車位置を決定することができる。これにより、電波の回折が生じた場合でも、自車位置を精度良く特定することができる。
【００２１】
第４発明にあっては、第１計測手段は、受信部で受信した電波及び道路形状情報に基づいて自身の位置（電波測位位置）を計測する。例えば、第１計測手段で計測する電波測位位置は、送信機の位置を中心とし、受信部で受信した電波の到達時間に対応する距離を半径とする球面と、道路の道路形状情報とを組み合わせることにより、求めることができる。第２計測手段は、電波を受信して位置を測位するものではなく、例えば、カーナビゲーションシステムからの出力される自車位置の情報、光ビーコン等の路側装置との通信地点の情報、あるいはＧＰＳ衛星信号を受信して測位される位置情報などにより計測することができる。第２計測手段で計測される位置は、あくまで概略的なものであって自車両の予測位置である。電波回折推定装置は、電波の回折度合いに応じて、第１計測手段及び第２計測手段それぞれで計測した位置に重み付けして自車両の位置を特定する。例えば、電波の回折度合いが小さい場合又は回折なしの場合、予測位置を用いずに（予測位置に対する重み付けを０にする）電波測位位置を自車位置として特定する。また、電波回折度合いが大きくなるにつれて、電波測位位置の重み付けを小さくし、予測位置の重み付けを大きくして自車位置を特定する。さらに電波回折度合いが大きくなった場合には、電波測位位置を用いずに（電波測位位置に対する重み付けを０にする）予測位置を自車位置として特定する。これにより、電波の回折度合いに応じて、自車位置を精度良く特定することができる。
【００２２】
第５発明にあっては、電波回折推定装置は、推定した電波の回折度合いに基づいて、前記第１計測手段で計測する電波測位自車の信頼度を判定する。例えば、回折度合いが大きいほど、電波測位の信頼度を小さく（低く）することができる。これにより、信頼度に応じて、電波測位位置に対する重み付け値を決定することができ、電波の回折度合いに応じて、自車位置を精度良く特定することができる。
【００２３】
第６発明にあっては、電波回折推定装置は、仮想直線と仮想遮蔽面との交点に基づいて、電波の仮想遮蔽面外周上の回折点を算出する。電波回折推定装置は、送信機と回折点との距離及び回折点と計測後の自身の位置との距離の合算距離が、送信機と計測前の自身の位置との距離に等しくなるように自身の位置を計測する。これにより、電波の伝播経路による誤差を考慮して電波測位位置を補正する。なお、補正位置となる候補が複数存在する場合には、例えば、道路情報（形状、高さ、車線位置など）を用いて、候補の中から１つの補正位置を決定することができる。これにより、電波測位に含まれる電波の伝播経路の誤差を除外することができ、自車位置を精度良く特定することができる。
【００２４】
第７発明にあっては、電波回折推定装置は、仮想直線と仮想遮蔽面との交点の該仮想遮蔽面上の位置に基づいて電波の回折角度を算出し、算出した回折角度に応じて回折度合いを推定する。例えば、交点からの距離が最短の仮想遮蔽面の周辺上の周辺点を求め、送信機と周辺点とを結ぶ直線と、周辺点と受信部とを結ぶ直線とのなす角度を回折角度として求めることができる。これにより、周辺車両の形状、送信機と受信部との間における周辺車両の位置関係などにかかわらず、電波の回折度合いを精度良く推定することができる。
【００２５】
第８発明にあっては、第２計測手段は、周辺車両の位置情報及び距離情報（例えば、自車両との車間距離）に基づいて、自車の位置を計測する。この場合、周辺車両の位置情報は、車車間通信により周辺車両から取得し、車間距離は自車両に搭載した車載カメラ、超音波センサなどの車載センサにより取得することができる。これにより、自車両の予測位置を周辺車両の走行に追従して取得することができる。
【００２６】
第９発明にあっては、送信機は、電波を電波回折推定装置へ送信する。これにより、電波回折推定装置は、電波を受信して自車両の位置を特定することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明にあっては、自車両で送信機からの電波を受信して自車両の位置を測位する場合に、測位した位置の精度が高いのか、あるいは大きな誤差が含まれているのかを推定することができ、誤った自車位置情報を正しい位置情報と認識したまま持ち続けてしまうことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る電波回折推定システムの概要を示す模式図である。本発明に係る電波回折推定システムは、所定の位置に設置され所定の信号（電波）を送信する送信機２００、自車両に搭載された電波回折推定装置としての車載機１００などを備えている。自車両が停止線に向かって走行する場合、車載機１００は、送信機２００から送信された電波を受信し、受信した電波の到達時間に基づいて自車位置を特定する。特に、自車両の周辺（例えば、図１に例示するように自車両の前方、あるいは、側方若しくは後方でもよい）に、送信機２００からの直接波を遮るような遮蔽物体が存在する場合であっても、車載機１００は、電波を受信する都度自車位置を精度良く特定することができる。なお、自車位置の特定方法の詳細は後述する。
【００２９】
図２は本発明に係る電波回折推定システムの構成を示すブロック図である。送信機２００は、制御部２１０、送信部２２０などを備えている。送信部２２０は、例えば、ＶＨＦ／ＵＨＦ帯の周波数帯域の電波を車載機１００に対して送信する。送信部２２０は、基準クロック信号を生成する水晶発振器、搬送波生成回路、変調回路等（不図示）を備え、基準クロック信号に基づいて所定の信号（例えば、周波数が１０ｋＨｚ程度の矩形波信号）を生成する。
【００３０】
送信部２２０は、制御部２１０の制御のもと、生成した信号に基づいて搬送波（例えば、周波数が１００ＭＨｚ程度、２００ＭＨｚ程度、あるいは７００ＭＨｚ程度など）を周波数変調し、アンテナ（不図示）を通じて変調後の搬送波を送信する。なお、送信機２００が使用する周波数帯域は、一例であって、ＶＨＦ／ＵＨＦ帯に限定されるものではなく、他の周波数帯域でもよい。例えば、自動車専用として割り当てられている５．８ＧＨｚ帯を使用してもよく、また、携帯電話、ＰＨＳ等で使用する周波数帯域を使用することも可能である。
【００３１】
送信機２００は、所定の信号を繰り返し車載機１００へ送信する。送信機２００が信号を送信するタイミングは任意に設定することができる。また、送信機２００が、予め定められた仕様に基づいて、信号を送信できない時間帯がある場合には、送信可能な時間帯において、所定のタイミングで信号を繰り返し車載機１００へ送信する。
【００３２】
周辺車両３００は、送信機２００から車載機１００へ送信された電波のうち直接波を遮蔽する遮蔽物体となるものである。周辺車両３００は、制御部３１０、車車間通信部３２０、車両情報記憶部３３０、車両位置計測部３４０などを備えている。
【００３３】
車両位置計側部３４０は、ＧＰＳ受信機、カーナビゲーションシステムなどを備え、車両の位置を計測し、車両の位置情報として車両情報記憶部３３０に記憶する。車両位置計測部３４０は、光ビーコン等の路側装置との通信位置とその通信位置からの走行履歴に応じて車両の位置を計測する構成であってもよい。
【００３４】
車車間通信部３２０は、車載機１００との間で車車間通信を行う機能を備え、車両情報記憶部３３０に記憶した車両情報を車載機１００へ送信する。車両情報は、例えば、周辺車両の形状情報（例えば、車両の高さ、長さ、幅など）、車両の位置情報（例えば、絶対位置若しくは相対位置又は停止線からの距離など）である。
【００３５】
車載機１００は、位置計測部１０、記憶部２０、制御部３０、電波回折推定部４０、位置特定部５０、表示部６０、操作部７０などを備えている。位置計測部１０は、電波受信部１１、路車間通信部１２、車車間通信部１３、センサ部１４、ＧＰＳ受信部１５、ナビゲーション部１６などを備える。また、電波回折推定部４０は、仮想直線特定部４１、仮想遮蔽面特定部４２、回折角度算出部４３などを備える。
【００３６】
電波受信部１１は、送信機２００が送信した信号を受信する。より具体的には、電波受信部１１は、復調回路を備え、送信機２００が送信した電波を受信し、受信した電波を復調して元の信号を抽出する。電波受信部１１は、抽出した信号に基づいて、信号の受信時点を算出し、算出した受信時点を制御部３０へ出力する。なお、所定の時間内に、複数回にわたって受信時点を算出した上で、これらの平均値又は中央値等を用いることもできる。このような方法によれば、ノイズ等による影響を低減し、安定した受信時点を得ることができる。なお、信号の受信時点の算出は、信号波形の立ち上がり部分のみならず、立ち下り部分で算出することもできる。
【００３７】
図３は送信機２００が送信する信号に含まれるデータ構造の例を示す説明図である。図３に示すように送信機２００が送信する信号は、例えば、送信機２００からの電波に基づいて自車位置を特定するための測位用信号（自車位置特定用信号）とデータ領域とで構成され、データ領域には、信号が有効であることを示す有効フラグ、信号の送信時点を特定する送信時点情報（例えば、送信機２００で計時される時刻形式情報、あるいは所定の時間間隔で計数されるカウンタのカウンタ値等）、送信機の位置情報などの情報を含む。なお、測位用信号とデータとの送信時点は同時でもよく、異なる時点であってもよい。また、送信機の位置情報は、送信機２００から取得する構成に代えて、光ビーコンなどの路側装置から取得するようにしてもよい。
【００３８】
図４は信号の受信時点を求める例を示す説明図である。図４（ａ）の上段は送信機２００から受信した信号の例を模式的に示し、下段は車載機１００が予め記憶している相関処理（パターンマッチング）を行うためのレプリカ信号である。図４（ａ）に示すように、車載機１００で受信した信号及びレプリカ信号を所定の時間間隔でサンプリングし、波形とレプリカ信号の波形が一致する場合、図４（ｂ）に示すように両信号の相関値が鋭いピークを示す。図４（ｂ）に示すように、電波受信部１１は、相関値の鋭いピークが取れた時点で、信号の受信時点を求める。受信時点を求める方法は、時間軸の相関処理に限定されず、周波数領域での相関処理を行うこともできる。なお、図４（ｂ）に示す相関は、直達波による相関だけでなく、回折波による相関も含んでいる。ここで、回折波とは、例えば、直進する電波が遮蔽物体により遮蔽され、回折して電波受信部１１で受信される電波であり、送信機２００と電波受信部１１との間の電波の伝播経路が非直進性を有する場合を示す。
【００３９】
図５は電波測位の一例を示す説明図である。車載機１００を搭載した車両が道路を走行している場合、制御部３０は、ＧＰＳ受信部１５、ナビゲーション部１６などから出力される情報により、時々刻々自車両の大まかな存在領域を把握する。なお、把握した存在領域は、電波測位位置を特定する際に、後述するように送信機２００の位置を中心とする球面と自車両の仮想的な走行面との交線が２つ存在する場合、いずれの交線を電波測位位置として選定するかを決定するのに用いることができる。道路上のある地点Ｐ１において、送信機２００からの信号（測位用信号）を受信した場合、制御部３０は、信号の受信時点と送信時点との差により、その信号が送信機２００から車載機１００へ到達するまでの到達時間を算出する。この場合、信号の送信時点は、その信号に含まれる送信時点情報から取得することができる。
【００４０】
制御部３０は、信号の到達時間に光速を積算することにより、送信機２００からの距離Ｌ１を算出する。すなわち、地点Ｐ１の位置は、送信機２００の位置を中心とする半径Ｌ１の球面Ｑ１上であることがわかる。
【００４１】
一方、制御部３０は、送信機２００から信号を受信して送信機２００からの位置を求める場合、自車両が走行する道路の道路形状情報と車載機１００の高さ情報により、自車両の仮想的な走行面を特定する。なお、道路が直線道路である場合には、仮想的な走行面は平面であり、道路がカーブしている場合には、仮想的な走行面は曲面となる。
【００４２】
制御部３０は、電波測位位置を球面Ｑ１と走行面と交わる交線として求める。なお、図１の例で示すように、送信機２００が停止線（交差点）近くに設置され、かつ道路形状情報がリンク毎に与えられた場合、球面Ｑ１の中心点はリンクの端部にあるため、球面Ｑ１と走行面とは、通常１つの交線で交わる。これにより、１台の送信機２００からの信号を受信するだけで、電波測位により自車両の位置を求めることができる。なお、図５では、地点Ｐ１を×印で示しているが、より正確には、走行面と球面Ｑ１とが交わる交線であるため、走行面の道路幅方向の長さに略等しい長さ分の幅がある。しかし、実際には、車両は車線又は道路のほぼ真ん中を走行すると考えられるので、走行面の幅方向の略中央の位置を自車の位置として特定して差し支えない。
【００４３】
車両がさらに走行を続け、道路上の地点Ｐ２で送信機２００から信号を受信したとすると、地点Ｐ１の場合と同様に、制御部３０は、信号の到達時間に光速を積算することにより、送信機２００からの距離Ｌ２を算出する。すなわち、地点Ｐ２の位置は、送信機２００の位置を中心とする半径Ｌ２の球面Ｑ２上であることがわかる。
【００４４】
一方、制御部３０は、送信機２００から信号を受信して送信機２００からの位置を求める場合、自車両が走行する道路の道路形状情報と車載機１００の高さ情報により、自車両の仮想的な走行面を特定する。
【００４５】
制御部３０は、電波測位位置を球面Ｑ２と走行面と交わる交線として求める。以降、同様の動作を繰り返すことにより、制御部３０は、送信機２００から信号を受信する都度、電波測位位置を精度良く求めることができる。
【００４６】
図６は送信機を用いた場合の電波測位の概念を示す説明図である。図６に示すように、電波測位位置は、送信機２００から車載機１００までの信号の到達時間に光速（又は電波の伝播速度）を積算した距離を半径とする球面Ｑ上に存在する。次に球面Ｑ上のどこに自車両の位置が存在するかを求める。
【００４７】
車載機１００は、自車が走行している道路の道路形状情報と車載機１００の高さ情報とにより自車の仮想的な走行面Ｓを特定する。
【００４８】
図７は道路形状情報の構造を示す説明図である。図７に示すように、道路形状情報は、道路を複数のノードにより所定の距離（例えば、２０ｍ）の区間に分割し、区間毎の距離、勾配、曲率などの情報により構成されている。道路が直線の場合、道路に沿って１つの直線上にノードが設定され、道路がカーブの場合、道路に沿って複数の直線上にノード（例えば、２つのノード）が設定される。これにより、カーブにより道路が傾斜している場合でも、２つの直線で決定される平面を特定することができる。
【００４９】
制御部３０は、球面Ｑと仮想的な走行面Ｓとが交わる交線を電波測位位置とすることができる。道路形状情報で特定される走行面Ｓは、帯状であって、その幅は道路幅又はそれ以下であり、交線を特定することにより電波測位位置を精度良く求めることが可能である。なお、走行面Ｓの形状は、帯状に限定されるものではない。
【００５０】
なお、図６に示すように、球面Ｑと走行面Ｓとが交わる交線が２つ特定された場合には、以下のようにして電波測位位置を特定することができる。すなわち、球面Ｑと走行面Ｓの交線が２カ所生じるが、このうちいずれかは、前回の測位結果とその後の走行履歴、ＧＰＳ受信機での測位結果など、高い精度を持たない情報であっても十分判定可能である。
【００５１】
制御部３０は、ＧＰＳ受信部１５で受信した信号により得られる自車位置の情報、ナビゲーション部１６などから出力された自車位置の情報、あるいは、光ビーコンなどの路側装置との通信地点の情報により、自車の存在領域を絞り込むことができる。例えば、ＧＰＳ衛星信号を受信して得られた自車位置（測位地点）と、この測位地点を中心とする所定の位置誤差内の領域（例えば、測位地点を中心とする半径１０ｍの領域）を自車の存在領域として絞り込む。絞り込んだ存在領域内にある交線を電波測位位置として求めることができる。
【００５２】
また、別の方法として、制御部３０は、直近に特定した自車位置と、その地点からの走行履歴に基づいて、自車の存在領域を絞り込むことができる。例えば、直近に特定した自車位置から１００ｍ走行した場合、１００ｍ走行後の走行予想地点を中心とする走行に伴う位置誤差内の領域（例えば、走行予想地点を中心とする半径１０ｍの領域）を自車の存在領域として絞り込む。絞り込んだ存在領域内にある交線を電波測位位置として求めることができる。なお、走行に伴う位置誤差は、車輪速などの自律センサの信頼度に応じて変更することができる。
【００５３】
路車間通信部１２は、光ビーコン、電波ビーコン、ＤＳＲＣなどの路側装置との通信機能を有する。例えば、光ビーコンとの通信により、通信地点の位置情報、送信機２００の位置情報、停止線の位置情報、道路形状に関する道路形状情報などを受信することができる。なお、路車間通信部１２は、狭域通信機能のみならず、中域通信機能、広域通信機能を備えるものでもよい。
【００５４】
車車間通信部１３は、周辺車両３００との通信機能を備え、周辺車両３００から車両情報を受信する。これにより、周辺車両３００で測位した位置と周辺車両３００との車間距離に基づいて自車両の予測位置を求める場合、自車両の予測位置を周辺車両３００の走行に追従して求めることができる。
【００５５】
センサ部１４は、車輪速センサ、ジャイロセンサ、加速度センサ等の車載センサを備え、走行履歴を記録して自車両の位置を随時求めることができる自律センサとして機能する。また、センサ部１４は、車載カメラ、超音波センサなどを備えることもできる。これにより、周辺車両３００との車間距離を計測することができる。
【００５６】
ＧＰＳ受信部１５は、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）又はＲＴＫ−ＧＰＳ(Real-Time KinematicＧＰＳ)などのＧＰＳ受信機能を備え、複数のＧＰＳを含むＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からの電波を随時繰り返し受信し、自車位置を測位する。なお、ＧＰＳ受信部１５の精度、受信電波の状況などに応じての自車の存在領域は変動する可能性がある。
【００５７】
ナビゲーション部１６は、地図データベース等を内蔵し、ＧＰＳ受信部１５からの情報、センサ部１４からの情報に基づいて、自車の走行履歴（例えば、時刻とともに記録された走行距離、走行方位、走行速度、加減速度など）を記憶している。
【００５８】
記憶部２０は、電波受信部１１、路車間通信部１２、車車間通信部１３などを通じて受信した情報を記憶する。また、記憶部２０は、予め車載機１００（例えば、電波受信部１１の受信アンテナ）の搭載位置の高さ情報を記憶してある。
【００５９】
仮想直線特定部４１は、路車間通信部１２、車車間通信部１３、センサ部１４、ＧＰＳ受信部１５、ナビゲーション部１６などにより計測した自車両の位置（予測位置）と送信機２００の位置とを結ぶ仮想的な直線を特定する。
【００６０】
仮想遮蔽面特定部４２は、周辺車両３００の長さ、高さ、幅等で表わされる形状を、仮想直線特定部４１で特定した仮想直線の方向（自車両から送信機２００を見た方向）に平面化することにより、仮想遮蔽面を特定する。仮想遮蔽面は、自車両から見た送信機２００の位置が、周辺車両３００の形状（高さ、長さ、幅など）により遮蔽される面である。
【００６１】
回折角度算出部４３は、仮想直線特定部４１で特定した仮想直線と仮想遮蔽面特定部４２で特定した仮想遮蔽面との交点の仮想遮蔽面上の位置に基づいて電波の回折角度を算出する。回折角度は、例えば、仮想遮蔽面上の交点からの距離が最短の仮想遮蔽面の周辺上の周辺点を求め、送信機２００と周辺点とを結ぶ直線と、周辺点と自車の位置（予測位置）とを結ぶ直線とのなす角度を回折角度として求めることができる。これにより、周辺車両３００の形状、送信機２００と車載機１００との間における周辺車両３００の位置関係などにかかわらず、すなわち、仮想遮蔽面の形状にかかわらず、電波が回折する点を特定することができ、電波の回折度合い（電波の伝播経路の非直進性の度合い）を精度良く推定することができる。
【００６２】
図８は送信機２００からの電波が遮蔽される例を示す説明図である。図８に示すように、車載機１００の位置が地点Ｐ１にある場合、送信機２００からの電波は、周辺車両３００により遮蔽されることなく、車載機１００は、送信機２００からの直達波を受信することができる。一方、車載機１００の位置が地点Ｐ２にある場合、送信機２００からの電波は、周辺車両３００により遮蔽され、車載機１００は、送信機２００からの直達波を受信することができず、回折波を受信することになる。
【００６３】
図９は送信機２００からの電波の回折角度の算出例を示す説明図である。送信機２００の位置を（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）とし、車載機１００の予想位置を（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）とする。ここで予想位置は、光ビーコン、車載センサ、周辺車両３００との車車間通信などにより計測した自車の位置であり、送信機２００からの電波により計測した電波受信位置を除外するものである。
【００６４】
仮想直線Ｌは、車載機１００の予想位置と送信機２００の位置とを結ぶ直線として特定することができる。
【００６５】
仮想遮蔽面Ｒは、周辺車両３００の三次元形状を、仮想直線Ｌの方向（車載機１００から送信機２００を見た方向）に平面化することにより特定することができる。例えば、車載機１００を搭載した自車両が周辺車両３００の後方を走行している場合において、送信機２００の位置が道路方向前方にあるようなときは、周辺車両３００の幅、高さ、周辺車両３００との車間距離などで画定される略矩形状の面を仮想遮蔽面Ｒとすることができる。仮想遮蔽面Ｒの四隅の位置をＡ（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）、Ｂ（Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂ）、Ｃ（Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃ）、Ｄ（Ｘｄ、Ｙｄ、Ｘｄ）とすると、ＡＤの長さ及びＢＣの長さは周辺車両３００の幅にほぼ相当し、ＡＢの長さ及びＣＤの長さは周辺車両３００の路面からの高さにほぼ相当する。
【００６６】
位置Ａ〜Ｄで決定される仮想遮蔽面Ｒと仮想直線Ｌとの仮想交点Ｅ（Ｘｅ、Ｙｅ、Ｚｅ）とし、仮想交点Ｅからの距離が最短の仮想遮蔽面Ｒの周辺上の周辺点Ｆ（Ｘｆ、Ｙｆ、Ｚｆ）を求め、送信機２００と周辺点Ｆとを結ぶ直線と、周辺点Ｆと車載機１００とを結ぶ直線とのなす角度を回折角度θとして求めることができる。
【００６７】
なお、仮想遮蔽面Ｒは、周辺車両３００の後ろ側の面に限定されるものではなく、周辺車両３００が自車両の隣接車線を走行している場合において、送信機２００の位置が周辺車両３００を挟んで自車両の横方向にあるときは、仮想遮蔽面Ｒは、周辺車両３００の長さ及び高さにより画定される。また、周辺車両３００が自車両の斜め前方を走行している場合において、送信機２００の位置が周辺車両３００を挟んで自車両の斜め前方方向にあるときは、仮想遮蔽面Ｒは、周辺車両３００の長さ、幅及び高さにより画定される。この場合、仮想遮蔽面Ｒの形状は矩形状に限定されず、例えば、線分ＡＤが途中で山状に屈折して略五角形状になる。
【００６８】
電波回折推定部４０は、回折角度算出部４３で算出した回折角度に応じて電波の回折度合いを推定し、推定結果を制御部３０へ出力する。
【００６９】
位置特定部５０は、電波受信部１１で計測した電波測位位置と、路車間通信部１２、車車間通信部１３、センサ部１４、ＧＰＳ受信部１５、ナビゲーション部１６などにより計測した予測位置とに対して、電波回折推定部４０で推定した回折度合いに基づいて、重み付けを行い、自車の位置を特定する。
【００７０】
より具体的には、位置特定部５０は、送信機２００と電波受信部１１で計測した補正前の電波測位位置との直線距離Ｒ１を算出する。次に、位置特定部５０は、送信機２００と周辺点Ｆ（電波の回折点）との距離と、周辺点Ｆと補正後の電波測位位置との距離との合算距離Ｒ２を算出する。位置特定部５０は、算出した距離Ｒ１とＲ２が等しくなるように電波測位位置を補正する。これにより、電波測位に含まれる電波の伝播経路の誤差を除外することができる。
【００７１】
すなわち、電波遮蔽がある場合には、電波測位位置を補正し、電波遮蔽がない場合には、電波測位位置を補正せずにそのまま使用する。位置特定部５０は、電波の回折度合いに基づいて、電波測位位置（補正した場合も含む）と予測位置との重み付けを行って自車位置を特定（決定）する。これにより、自車位置を精度良く特定することができる。
【００７２】
この場合、補正位置となる候補が複数存在するときには、道路情報（形状、高さ、車線位置など）を用いて、候補の中から１つの補正位置を決定することができる。また、道路上の補正位置であって、予測位置に最も近い位置を補正位置として決定してもよい。以下、電波の回折度合いに応じた自車位置の特定方法について説明する。
【００７３】
図１０は回折角度と経路誤差との関係の一例を示す説明図である。図１０において、横軸は回折角度を示し、縦軸は経路誤差を示す。経路誤差は、例えば、車載機１００と送信機２００との直線距離と、周辺車両３００により回折した回折波の伝播距離との差とすることができる。図１０に示すように、回折角度が大きくなるにつれて経路誤差は大きくなり、電波を遮蔽する周辺車両３００との車間距離が０になるときに経路誤差が最も大きくなる。また、周辺車両３００との車間距離が短くなるにつれて経路誤差は大きくなる。
【００７４】
経路誤差が大きくなるにつれて、送信機２００からの電波を受信し、受信した電波の伝播時間に相当する距離により位置を計測する際の計測誤差が大きくなり、電波測位位置、すなわち自車位置の精度が低下する。以下、送信機２００からの電波が周辺車両３００などにより遮蔽される場合の自車位置の特定方法の例について説明する。
【００７５】
図１１は電波の回折がない場合の自車位置の特定の一例を示す説明図である。図１１において、送信機２００からの電波により測位した電波測位位置をＰ３（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）とする。一方、電波測位以外の方法で自車位置を計測した予測位置をＰ４（Ｘ４、Ｙ４、Ｚ４）とする。
【００７６】
図１１に示すように、電波の回折がない場合には、予測位置Ｐ４は、周辺車両３００により遮蔽されず、周辺車両３００の陰の外にあり、電波測位位置Ｐ３では、遮蔽されることなく送信機２００からの電波を受信することができ、電波測位位置Ｐ３を補正することなく自車位置と特定する。
【００７７】
図１２は電波の回折角度がある場合の自車位置の特定の一例を示す説明図である。図１２において、送信機２００からの電波により測位した電波測位位置をＰ５（Ｘ５、Ｙ５、Ｚ５）とする。一方、電波測位以外の方法で自車位置を計測した予測位置をＰ７（Ｘ７、Ｙ７、Ｚ７）とする。
【００７８】
送信機２００と周辺車両３００の周辺点Ｆとを結ぶ直線と、周辺点Ｆと車載機１００とを結ぶ直線とのなす角である回折角度θが０でない場合には、電波回折による経路誤差が生じるため、送信機２００と電波測位位置Ｐ５との直線距離ｒ５と、回折波の伝播距離（ｒ６１＋ｒ６２）とが等しくなるように電波測位位置Ｐ５を回折分だけ補正し、補正された電波測位位置Ｐ６（Ｘ６、Ｙ６、Ｚ６）を決定する。回折角度θの大きさに応じて、予測位置Ｐ７と補正された電波測位位置Ｐ６との重み付けにより自車位置を特定する。これにより、高精度に自車位置を特定することができる。
【００７９】
図１３は電波の回折角度がさらに大きい場合の自車位置の特定の一例を示す説明図である。図１３において、送信機２００からの電波により測位した電波測位位置をＰ８（Ｘ８、Ｙ８、Ｚ８）とする。一方、電波測位以外の方法で自車位置を計測した予測位置をＰ９（Ｘ９、Ｙ９、Ｚ９）とする。
【００８０】
送信機２００と周辺車両３００の周辺点Ｆとを結ぶ直線と、周辺点Ｆと車載機１００とを結ぶ直線とのなす角である回折角度θが大きい場合には、回折による電波減衰などの影響で測位誤差が大きくなると考えられるので、予測位置Ｐ９を自車位置と特定する。
【００８１】
この場合、電波回折推定部４０は、回折角度算出部４３で算出された回折角度に基づいて、電波測位位置の信頼度を判定するように構成することができる。これにより、図１３の例で示すように、電波測位位置の信頼度が小さい（低い）場合には、電波測位位置を使用せず予測位置を用いて自車位置を求めることができる。また、信頼度が小さい場合、電波測位位置に対する重み付けを小さくすることもできる。これにより、信頼度に応じて、電波測位位置に対する重み付け値を決定することができ、電波の回折度合いに応じて、自車位置を精度良く特定することができる。
【００８２】
電波測位位置の補正により、どの程度の経路誤差を除外できるかを数値例で説明する。（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の三次元空間において、送信機２００の位置を（０、０、６）（単位はｍとする）とする。すなわち、送信機２００のアンテナ部分の高さが６ｍの位置にあるとする。電波の遮蔽面が送信機２００から６０ｍの地点にあり、その高さを３．８ｍとする。自車両の予測位置が遮蔽面から３ｍ離れており、受信機の高さを１．５ｍとする。すなわち、予測位置を（６３、０、１．５）とする。この場合、電波測位距離は６５ｍ、補正前の電波測位位置は、（６４．８４、０、１．５）となり、補正した電波測位位置は、（６４．３９、０、１．５）となる。すなわち、補正により、約０．４ｍの経路誤差を除外することができる。
【００８３】
以上のように、電波の回折角度に応じて、電波測位位置及び予測位置それぞれに対して所要の重み付けを行って、自車位置を特定することができる。
【００８４】
図１４は重み付けの一例を示す説明図である。図１４において、横軸は回折角度を示し、縦軸は重み付け計数を示す。電波測位位置の重み付け係数をα、予測位置の重み付け係数をβとし、α＋β＝１の関係とする。特定した自車位置は、α×電波測位位置（補正された電波測位位置を含む）＋β×予測位置で求めることができる。なお、α、βの曲線は一例であって、これに限定されるものではない。
【００８５】
図１４に示すように、回折角度が０の場合、α＝１、β＝０とし、電波測位位置を自車位置とする。また、回折角度が大きくなるにつれて、電波測位位置の重み付けを小さくする。さらに回折角度が大きくなった場合には、α＝０、β＝１とし、予測位置を自車位置とする。これにより、電波の回折度合いに応じて、自車位置を精度良く特定することができる。
【００８６】
図１５は重み付けの他の例を示す説明図である。この場合、所要の角度閾値を予め設定しておき、回折角度が角度閾値より大きい場合には、予測位置を特定した位置（最終的な自車位置）とし、回折角度が角度閾値より小さい場合には、電波測位位置を特定した位置とすることもできる。なお、角度閾値は、電波の受信状況などに応じて適宜設定してもよい。
【００８７】
表示部６０は、ヘッドアップディスプレイ、カーナビゲーションシステム又は監視モニタなどの液晶表示パネルであり、運転者に対して、各種交通情報を表示することができる。例えば、交差点又は停止線までの距離、交差点を安全に走行できない場合の警告等を表示する。
【００８８】
操作部７０は、各種操作パネルを備え、運転者と車載機１００とのユーザインタフェースとして機能する。例えば、操作部７０は、運転者の操作により車載機１００の動作の開始又は停止の操作を受け付ける。
【００８９】
次に車載機１００の動作について説明する。図１６は車載機１００の処理手順を示すフローチャートである。制御部３０は、周辺車両３００の形状情報、位置情報を取得し（Ｓ１１）、送信機２００から信号を受信したか否かを判定し（Ｓ１２）、信号を受信していない場合（Ｓ１２でＮＯ）、ステップＳ１１の処理を続ける。
【００９０】
送信機２００から信号を受信した場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、制御部３０は、自車両の予測位置を算出し（Ｓ１３）、受信した信号に基づいて自車両の電波測位位置を算出する（Ｓ１４）。制御部３０は、送信機の位置及び自車両の予測位置に基づいて、送信機２００との仮想直線を特定する（Ｓ１５）。
【００９１】
制御部３０は、周辺車両３００の形状情報、周辺車両３００との車間距離、上述の仮想直線などに基づいて周辺車両３００による仮想遮蔽面を特定し（Ｓ１６）、仮想遮蔽面と仮想直線との仮想交点、仮想遮蔽面の周辺点などに基づいて電波の回折角度θを算出する（Ｓ１７）。
【００９２】
制御部３０は、算出した回折角度に基づいて、電波の遮蔽の有無を判定し（Ｓ１８）、遮蔽がある場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、電波測位位置を補正する（Ｓ１９）。電波の遮蔽がない場合（Ｓ１８でＮＯ）、制御部３０は、ステップＳ１９の処理を行わずに、後述のステップＳ２０の処置を行う。
【００９３】
制御部３０は、算出した回折角度に応じて重み付け係数を設定し（Ｓ２０）、設定した重み付け係数、予想位置及び電波測位位置（補正された電波測位位置を含む）に基づいて、自車位置を特定する（Ｓ２１）。制御部３０は、処理の終了指示の有無を判定し（Ｓ２２）、終了指示がない場合（Ｓ２２でＮＯ）、ステップＳ１１以降の処理を繰り返し、終了指示がある場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、処理を終了する。
【００９４】
以上説明したように、本発明にあっては、自車両で送信機からの電波を受信し、自車両の位置を測位する場合に、測位した位置の精度が高いのか、あるいは大きな誤差が含まれているのかを推定することができ、誤った自車位置情報を正しい位置情報と認識したまま持ち続けてしまうことを防止することができる。また、周辺車両により電波が遮蔽され、直達波を受信することができず回折波を受信するような場合でも電波の回折度合いに応じて電波測位位置を補正して高精度に自車両の位置を特定することができる。
【００９５】
上述の実施の形態では、周辺車両の形状情報を車車間通信により周辺車両から取得する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、予め周辺車両の車種（例えば、バス、トラックなど）に対応させて形状情報を記憶するようにしておき、自車両に搭載した車載センサにより周辺車両の車種を判別し、判別した車種に応じた形状情報を用いることもできる。
【００９６】
上述の実施の形態では、１台の送信機からの電波に基づいて自車両の位置を特定する際に、周辺車両などの存在により電波が遮蔽される場合の回折度合いの推定及び自車位置の補正について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数台の送信機を用いて自車両の位置を特定する場合に、いずれか１つ又は複数の送信機からの電波が遮蔽されるようなときにも本発明を適用することができる。このような場合に、仮に補正する位置が複数存在するようなときには、予測位置に最も近い補正位置を自車両の位置として特定することができる。
【００９７】
上述の実施の形態では、電波を遮蔽する周辺物体として周辺車両の例を用いて説明したが、周辺物体は、車両などの移動物体に限定されるものではなく、例えば、送信機と自車両が走行する道路との間に存在するビル、屋外施設等の建物により電波が遮蔽される場合にも、本発明を適用することができる。この場合には、建物の高さ、幅、長さ、位置などの情報を、例えば、建物付近に設置した路側装置から取得するように構成すればよい。
【００９８】
上述の発明により、送信機から送信される電波が周辺車両（例えば、大型車）により遮蔽されるような状態であっても、走行中の自車の位置を精度良く特定することができるため、本発明を用いることにより、例えば、車載機で前方の信号機の表示情報を受信し、受信した表示情報に基づいて交差点の手前で安全に停止することができるか否か、あるいは、交差点を安全に通過することができるか否かを高精度に判定し、判定結果に応じて運転者に音声で注意を促すことができる。また、車載機で受信した信号機の表示情報に基づいて、交差点を安全に通過することができるか否かを高精度に判定し、判定結果に応じて車両のブレーキ制御を行うこともでき、交通事故を未然に防止して交通の安全性を高めることができる。
【００９９】
上述の実施の形態において、電波の回折度合い、回折角度、電波の伝播経路を算出する場合に、幾何光学回折理論（ＧＴＤ：Geometrical Theory of Diffraction）、あるいは、一様回折理論（ＵＴＤ：Uniform Theory of Diffraction）などを用いることもできる。
【０１００】
開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明に係る電波回折推定システムの概要を示す模式図である。
【図２】本発明に係る電波回折推定システムの構成を示すブロック図である。
【図３】送信機が送信する信号に含まれるデータ構造の例を示す説明図である。
【図４】信号の受信時点を求める例を示す説明図である。
【図５】電波測位の一例を示す説明図である。
【図６】送信機を用いた場合の電波測位の概念を示す説明図である。
【図７】道路形状情報の構造を示す説明図である。
【図８】送信機からの電波が遮蔽される例を示す説明図である。
【図９】送信機からの電波の回折角度の算出例を示す説明図である。
【図１０】回折角度と経路誤差との関係の一例を示す説明図である。
【図１１】電波の回折がない場合の自車位置の特定の一例を示す説明図である。
【図１２】電波の回折角度がある場合の自車位置の特定の一例を示す説明図である。
【図１３】電波の回折角度がさらに大きい場合の自車位置の特定の一例を示す説明図である。
【図１４】重み付けの一例を示す説明図である。
【図１５】重み付けの他の例を示す説明図である。
【図１６】車載機の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０２】
１００ 車載機
１０ 位置計測部
１１ 電波受信部
１２ 路車間通信部
１３ 車車間通信部
１４ センサ部
１５ ＧＰＳ受信部
１６ ナビゲーション部
２０ 記憶部
３０ 制御部
４０ 電波回折推定部
４１ 仮想直線特定部
４２ 仮想遮蔽面特定部
４３ 回折角度算出部
５０ 位置特定部
６０ 表示部
７０ 操作部
２００ 送信機
２１０ 制御部
２２０ 送信部
３００ 周辺車両
３１０ 制御部
３２０ 車車間通信部
３３０ 車両情報記憶部
３４０ 車両位置計測部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を受信して位置を測位する技術に関し、特に電波が遮蔽された場合でも電波の回折度合いを推定して位置を高精度に特定することができる電波回折推定装置、該電波回折推定装置を備える電波回折推定システム、該電波回折推定装置を実現するためのコンピュータプログラム及び電波回折推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、交差点内及びその付近での車両同士、あるいは車両と歩行者との交通事故を防止するために、交差点に設置された信号機の灯色の表示情報を交差点に向かって走行してくる車両に対して送信し、車両に搭載された車載機で表示情報を受信し、受信した表示情報に基づいて交差点の手前で安全に停止することができるか否か、あるいは、交差点を安全に通過することができるか否かを判定し、判定結果に応じて運転者に音声で注意を促すシステムがある。また、車載機で受信した信号機の表示情報に基づいて、交差点を安全に通過することができるか否かを判定し、判定結果に応じて車両のブレーキ制御を行う信号機連動式車両速度制御装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２８０６８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
交差点手前で安全に車両を停止させる場合、交差点付近に設けられた停止線の手前で確実に車両を停止させる必要があり、車両から停止線までの距離を正確に把握しておく必要がある。しかしながら、特許文献１の装置にあっては、車両を減速させる制御が自動的に行われても車両から停止線までの距離が正確に判らないため、車両を停止線の手前で確実に停止させることは困難であり、オーバーランといった不具合を生じる恐れがある。このため、従来の技術では、車両を停止線の手前で確実に停止させて交差点における交通事故を未然に防止するには不十分な面があった。
【０００４】
一方、送信機から所定の電波を送信し、その電波を受信して自車両の位置を測位する技術もある。しかし、一般的な道路交通状況では、自車両の周辺を多くの車両が併走しており、例えば、自車両の近くに大型車両が併走するような場合には、その大型車両により送信機からの電波が遮蔽されてしまう。このため、自車両で直接波を受信できず、回折波又は反射波などを受信することとなり、車両の位置を精度良く測位することができず、誤った自車位置情報を正しい位置情報と認識したまま持ち続けてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、送信機からの電波の回折度合いを推定し、推定結果に応じて車両の位置を精度良く特定することができる電波回折推定装置、該電波回折推定装置を備える電波回折推定システム、該電波回折推定装置を実現するためのコンピュータプログラム及び電波回折推定方法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】
【０００６】
第１発明に係る電波回折推定装置は、送信機から送信された電波の回折度合いを推定する電波回折推定装置であって、前記送信機の位置情報を取得する送信機情報取得手段と、自身の位置を計測する計測手段と、自身の周辺に存在する周辺物体の形状情報及び位置情報を取得する周辺物体情報取得手段と、前記送信機の位置情報、自身の計測位置並びに前記周辺物体の形状情報及び位置情報に基づいて、前記周辺物体による電波の回折度合いを推定する回折推定手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
第２発明に係る電波回折推定装置は、第１発明において、前記送信機の位置と計測した自身の位置とを結ぶ仮想直線を特定する直線特定手段と、前記周辺物体により電波を遮蔽する仮想遮蔽面を特定する遮蔽面特定手段とを備え、前記回折推定手段は、前記仮想直線及び仮想遮蔽面に基づいて電波の回折度合いを推定するように構成してあることを特徴とする。
【０００８】
第３発明に係る電波回折推定装置は、第１発明又は第２発明において、前記回折推定手段で推定した電波の回折度合いに基づいて自身の位置を特定する位置特定手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
第４発明に係る電波回折推定装置は、第３発明において、前記送信機から送信された電波を受信する受信部と、道路形状に関する道路形状情報を取得する道路情報取得手段とを備え、前記計測手段は、前記受信部で受信した電波及び前記道路形状情報に基づいて自身の位置を計測する第１計測手段と、該第１計測手段と異なる計測機能を有し、自身の位置を計測する第２計測手段とを備え、前記位置特定手段は、前記回折推定手段で推定した電波の回折度合いに応じて、前記第１計測手段及び第２計測手段それぞれで計測した位置に重み付けして自身の位置を特定するように構成してあることを特徴とする。
【００１０】
第５発明に係る電波回折推定装置は、第４発明において、前記回折推定手段で推定した電波の回折度合いに基づいて、前記第１計測手段で計測する自車の位置の信頼度を判定する信頼度判定手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
第６発明に係る電波回折推定装置は、第４発明又は第５発明において、前記仮想直線と仮想遮蔽面との交点に基づいて、電波の該仮想遮蔽面外周上の回折点を算出する回折点算出手段と、前記送信機と計測前の自身の位置との距離を算出する第１距離算出手段とを備え、前記第１計測手段は、前記送信機と回折点との距離及び該回折点と計測後の自身の位置との距離の合算距離が、前記第１距離算出手段で算出した距離に等しくなるように自身の位置を計測するように構成してあることを特徴とする。
【００１２】
第７発明に係る電波回折推定装置は、第４発明乃至第６発明のいずれか１つにおいて、前記仮想直線と仮想遮蔽面との交点の該仮想遮蔽面上の位置に基づいて前記周辺物体による電波の回折角度を算出する回折角度算出手段を備え、前記回折推定手段は、前記回折角度算出手段で算出した回折角度に応じて回折度合いを推定するように構成してあることを特徴とする。
【００１３】
第８発明に係る電波回折推定装置は、第４発明乃至第７発明のいずれか１つにおいて、前記周辺物体までの距離情報を取得する距離情報取得手段を備え、前記第２計測手段は、前記周辺物体の位置情報及び前記距離情報取得手段で取得した距離情報に基づいて、自身の位置を計測するように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
第９発明に係る電波回折推定システムは、第１発明乃至第８発明のいずれか１つに係る電波回折推定装置と、電波を該電波回折推定装置へ送信する送信機とを備えることを特徴とする。
【００１５】
第１０発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、送信機から送信された電波の回折度合いを推定させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、送信機の位置と自身の位置とを結ぶ仮想直線を特定する直線特定手段と、自身の周辺に存在する周辺物体の形状情報及び位置情報に基づいて、該周辺物体により電波を遮蔽する仮想遮蔽面を特定する遮蔽面特定手段と、前記仮想直線及び仮想遮蔽面に基づいて、前記周辺物体による電波の回折度合いを推定する回折推定手段として機能させることを特徴とする。
【００１６】
第１１発明に係る電波回折推定方法は、送信機から送信された電波の回折度合いを推定する電波回折推定方法であって、前記送信機の位置情報を取得し、自身の位置を計測し、自身の周辺に存在する周辺物体の形状情報及び位置情報を取得し、前記送信機の位置情報、自身の計測位置並びに前記周辺物体の形状情報及び位置情報に基づいて、前記周辺物体による電波の回折度合いを推定することを特徴とする。
【００１７】
第１発明、第１０発明及び第１１発明にあっては、電波回折推定装置は、送信機の位置情報（例えば、送信機の送信アンテナの絶対位置又は相対位置）、自身（例えば、自車両）の周辺に存在する周辺物体（例えば、周辺車両）の形状情報（例えば、周辺車両の長さ、幅、高さなどの三次元情報）及び位置情報（例えば、周辺車両の絶対位置又は相対位置、周辺車両との車間距離など）を取得するとともに、自身（自車両）の位置を計測する。送信機の位置情報は、送信機が送信する電波に含めてもよく、光ビーコン等路側装置などから取得することもできる。また、周辺車両の情報は、車車間通信により取得することができ、車間距離は、自車両に搭載した車載センサなどにより計測することができる。また、自車両の位置は、例えば、カーナビゲーションシステムからの出力される自車位置の情報、光ビーコン等の路側装置との通信地点の情報、あるいはＧＰＳ衛星信号を受信して測位される位置情報などにより計測することができる。また、自車両の位置は、周辺車両の位置とその周辺車両との車間距離により計測することもできる。なお、計測した自車両の位置は、あくまで自車両の概略の位置を示すものであり、高精度に自車両の位置を特定する前段階のものである。
【００１８】
電波回折推定装置は、送信機の位置情報、自車両の計測位置並びに周辺車両の形状情報及び位置情報に基づいて、その周辺車両による電波の回折度合いを推定する。例えば、送信機の位置と自車両の計測位置とに基づいて、自車両から見た送信機の位置（方向）を求めることができる。自車両から見た送信機の位置が、周辺車両の形状（高さ、長さ、幅など）により遮蔽される遮蔽面上にあるか否かにより、電波の回折の有無を判定することができる。例えば、送信機、遮蔽物、受信機の位置により電波の回折角度を求め、求めた回折角度により、電波の回折度合いを判定することができる。これにより、自車両で送信機からの電波を受信し、自車両の位置を測位する場合に、測位した位置の精度が高いのか、あるいは大きな誤差が含まれているのかを推定することができ、誤った自車位置情報を正しい位置情報と認識したまま持ち続けてしまうことを防止することができる。
【００１９】
第２発明にあっては、電波回折推定装置は、送信機の位置と自車両の計測位置とを結ぶ仮想直線を特定し、周辺車両により電波を遮蔽する仮想遮蔽面を特定する。例えば、仮想遮蔽面は、周辺車両の長さ、高さ、幅等で表わされる形状を仮想直線の方向（自車両から送信機を見た方向）に平面化することにより求めることができる。電波回折推定装置は、仮想直線及び仮想遮蔽面に基づいて電波の回折度合いを推定する。例えば、仮想直線と仮想遮蔽面との交点がある場合、電波の回折があると推定でき、交点がない場合、電波の回折がないと推定できる。例えば、送信機、遮蔽物、受信機の位置により電波の回折角度を求め、求めた回折角度により、電波の回折度合いを判定することができる。これにより、自車両で送信機からの電波を受信し、自車両の位置を測位する場合に、測位した位置の精度が高いのか、あるいは大きな誤差が含まれているのかを推定することができ、誤った自車位置情報を正しい位置情報と認識したまま持ち続けてしまうことを防止することができる。
【００２０】
第３発明にあっては、電波回折推定装置は、推定した電波の回折度合いに基づいて自身の位置を特定する。例えば、電波の回折がない場合、電波を受信した位置（電波測位位置）を自車両の位置とすることができる。この場合、自車両の位置は、例えば、送信機の位置を中心とし、電波の到達時間に対応する距離を半径とする球面上にある。これと自車両が走行している道路の道路形状情報などを組み合わせることにより、自車位置を特定することができる。また、電波の回折がある場合には、回折度合いに応じて、電波測位位置を補正することにより自車位置を特定することができる。この場合、送信機と電波測位位置との直線距離と、回折波の伝播距離とが等しくなるように自車位置を決定することができる。これにより、電波の回折が生じた場合でも、自車位置を精度良く特定することができる。
【００２１】
第４発明にあっては、第１計測手段は、受信部で受信した電波及び道路形状情報に基づいて自身の位置（電波測位位置）を計測する。例えば、第１計測手段で計測する電波測位位置は、送信機の位置を中心とし、受信部で受信した電波の到達時間に対応する距離を半径とする球面と、道路の道路形状情報とを組み合わせることにより、求めることができる。第２計測手段は、電波を受信して位置を測位するものではなく、例えば、カーナビゲーションシステムからの出力される自車位置の情報、光ビーコン等の路側装置との通信地点の情報、あるいはＧＰＳ衛星信号を受信して測位される位置情報などにより計測することができる。第２計測手段で計測される位置は、あくまで概略的なものであって自車両の予測位置である。電波回折推定装置は、電波の回折度合いに応じて、第１計測手段及び第２計測手段それぞれで計測した位置に重み付けして自車両の位置を特定する。例えば、電波の回折度合いが小さい場合又は回折なしの場合、予測位置を用いずに（予測位置に対する重み付けを０にする）電波測位位置を自車位置として特定する。また、電波回折度合いが大きくなるにつれて、電波測位位置の重み付けを小さくし、予測位置の重み付けを大きくして自車位置を特定する。さらに電波回折度合いが大きくなった場合には、電波測位位置を用いずに（電波測位位置に対する重み付けを０にする）予測位置を自車位置として特定する。これにより、電波の回折度合いに応じて、自車位置を精度良く特定することができる。
【００２２】
第５発明にあっては、電波回折推定装置は、推定した電波の回折度合いに基づいて、前記第１計測手段で計測する電波測位自車の信頼度を判定する。例えば、回折度合いが大きいほど、電波測位の信頼度を小さく（低く）することができる。これにより、信頼度に応じて、電波測位位置に対する重み付け値を決定することができ、電波の回折度合いに応じて、自車位置を精度良く特定することができる。
【００２３】
第６発明にあっては、電波回折推定装置は、仮想直線と仮想遮蔽面との交点に基づいて、電波の仮想遮蔽面外周上の回折点を算出する。電波回折推定装置は、送信機と回折点との距離及び回折点と計測後の自身の位置との距離の合算距離が、送信機と計測前の自身の位置との距離に等しくなるように自身の位置を計測する。これにより、電波の伝播経路による誤差を考慮して電波測位位置を補正する。なお、補正位置となる候補が複数存在する場合には、例えば、道路情報（形状、高さ、車線位置など）を用いて、候補の中から１つの補正位置を決定することができる。これにより、電波測位に含まれる電波の伝播経路の誤差を除外することができ、自車位置を精度良く特定することができる。
【００２４】
第７発明にあっては、電波回折推定装置は、仮想直線と仮想遮蔽面との交点の該仮想遮蔽面上の位置に基づいて電波の回折角度を算出し、算出した回折角度に応じて回折度合いを推定する。例えば、交点からの距離が最短の仮想遮蔽面の周辺上の周辺点を求め、送信機と周辺点とを結ぶ直線と、周辺点と受信部とを結ぶ直線とのなす角度を回折角度として求めることができる。これにより、周辺車両の形状、送信機と受信部との間における周辺車両の位置関係などにかかわらず、電波の回折度合いを精度良く推定することができる。
【００２５】
第８発明にあっては、第２計測手段は、周辺車両の位置情報及び距離情報（例えば、自車両との車間距離）に基づいて、自車の位置を計測する。この場合、周辺車両の位置情報は、車車間通信により周辺車両から取得し、車間距離は自車両に搭載した車載カメラ、超音波センサなどの車載センサにより取得することができる。これにより、自車両の予測位置を周辺車両の走行に追従して取得することができる。
【００２６】
第９発明にあっては、送信機は、電波を電波回折推定装置へ送信する。これにより、電波回折推定装置は、電波を受信して自車両の位置を特定することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明にあっては、自車両で送信機からの電波を受信して自車両の位置を測位する場合に、測位した位置の精度が高いのか、あるいは大きな誤差が含まれているのかを推定することができ、誤った自車位置情報を正しい位置情報と認識したまま持ち続けてしまうことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る電波回折推定システムの概要を示す模式図である。本発明に係る電波回折推定システムは、所定の位置に設置され所定の信号（電波）を送信する送信機２００、自車両に搭載された電波回折推定装置としての車載機１００などを備えている。自車両が停止線に向かって走行する場合、車載機１００は、送信機２００から送信された電波を受信し、受信した電波の到達時間に基づいて自車位置を特定する。特に、自車両の周辺（例えば、図１に例示するように自車両の前方、あるいは、側方若しくは後方でもよい）に、送信機２００からの直接波を遮るような遮蔽物体が存在する場合であっても、車載機１００は、電波を受信する都度自車位置を精度良く特定することができる。なお、自車位置の特定方法の詳細は後述する。
【００２９】
図２は本発明に係る電波回折推定システムの構成を示すブロック図である。送信機２００は、制御部２１０、送信部２２０などを備えている。送信部２２０は、例えば、ＶＨＦ／ＵＨＦ帯の周波数帯域の電波を車載機１００に対して送信する。送信部２２０は、基準クロック信号を生成する水晶発振器、搬送波生成回路、変調回路等（不図示）を備え、基準クロック信号に基づいて所定の信号（例えば、周波数が１０ｋＨｚ程度の矩形波信号）を生成する。
【００３０】
送信部２２０は、制御部２１０の制御のもと、生成した信号に基づいて搬送波（例えば、周波数が１００ＭＨｚ程度、２００ＭＨｚ程度、あるいは７００ＭＨｚ程度など）を周波数変調し、アンテナ（不図示）を通じて変調後の搬送波を送信する。なお、送信機２００が使用する周波数帯域は、一例であって、ＶＨＦ／ＵＨＦ帯に限定されるものではなく、他の周波数帯域でもよい。例えば、自動車専用として割り当てられている５．８ＧＨｚ帯を使用してもよく、また、携帯電話、ＰＨＳ等で使用する周波数帯域を使用することも可能である。
【００３１】
送信機２００は、所定の信号を繰り返し車載機１００へ送信する。送信機２００が信号を送信するタイミングは任意に設定することができる。また、送信機２００が、予め定められた仕様に基づいて、信号を送信できない時間帯がある場合には、送信可能な時間帯において、所定のタイミングで信号を繰り返し車載機１００へ送信する。
【００３２】
周辺車両３００は、送信機２００から車載機１００へ送信された電波のうち直接波を遮蔽する遮蔽物体となるものである。周辺車両３００は、制御部３１０、車車間通信部３２０、車両情報記憶部３３０、車両位置計測部３４０などを備えている。
【００３３】
車両位置計側部３４０は、ＧＰＳ受信機、カーナビゲーションシステムなどを備え、車両の位置を計測し、車両の位置情報として車両情報記憶部３３０に記憶する。車両位置計測部３４０は、光ビーコン等の路側装置との通信位置とその通信位置からの走行履歴に応じて車両の位置を計測する構成であってもよい。
【００３４】
車車間通信部３２０は、車載機１００との間で車車間通信を行う機能を備え、車両情報記憶部３３０に記憶した車両情報を車載機１００へ送信する。車両情報は、例えば、周辺車両の形状情報（例えば、車両の高さ、長さ、幅など）、車両の位置情報（例えば、絶対位置若しくは相対位置又は停止線からの距離など）である。
【００３５】
車載機１００は、位置計測部１０、記憶部２０、制御部３０、電波回折推定部４０、位置特定部５０、表示部６０、操作部７０などを備えている。位置計測部１０は、電波受信部１１、路車間通信部１２、車車間通信部１３、センサ部１４、ＧＰＳ受信部１５、ナビゲーション部１６などを備える。また、電波回折推定部４０は、仮想直線特定部４１、仮想遮蔽面特定部４２、回折角度算出部４３などを備える。
【００３６】
電波受信部１１は、送信機２００が送信した信号を受信する。より具体的には、電波受信部１１は、復調回路を備え、送信機２００が送信した電波を受信し、受信した電波を復調して元の信号を抽出する。電波受信部１１は、抽出した信号に基づいて、信号の受信時点を算出し、算出した受信時点を制御部３０へ出力する。なお、所定の時間内に、複数回にわたって受信時点を算出した上で、これらの平均値又は中央値等を用いることもできる。このような方法によれば、ノイズ等による影響を低減し、安定した受信時点を得ることができる。なお、信号の受信時点の算出は、信号波形の立ち上がり部分のみならず、立ち下り部分で算出することもできる。
【００３７】
図３は送信機２００が送信する信号に含まれるデータ構造の例を示す説明図である。図３に示すように送信機２００が送信する信号は、例えば、送信機２００からの電波に基づいて自車位置を特定するための測位用信号（自車位置特定用信号）とデータ領域とで構成され、データ領域には、信号が有効であることを示す有効フラグ、信号の送信時点を特定する送信時点情報（例えば、送信機２００で計時される時刻形式情報、あるいは所定の時間間隔で計数されるカウンタのカウンタ値等）、送信機の位置情報などの情報を含む。なお、測位用信号とデータとの送信時点は同時でもよく、異なる時点であってもよい。また、送信機の位置情報は、送信機２００から取得する構成に代えて、光ビーコンなどの路側装置から取得するようにしてもよい。
【００３８】
図４は信号の受信時点を求める例を示す説明図である。図４（ａ）の上段は送信機２００から受信した信号の例を模式的に示し、下段は車載機１００が予め記憶している相関処理（パターンマッチング）を行うためのレプリカ信号である。図４（ａ）に示すように、車載機１００で受信した信号及びレプリカ信号を所定の時間間隔でサンプリングし、波形とレプリカ信号の波形が一致する場合、図４（ｂ）に示すように両信号の相関値が鋭いピークを示す。図４（ｂ）に示すように、電波受信部１１は、相関値の鋭いピークが取れた時点で、信号の受信時点を求める。受信時点を求める方法は、時間軸の相関処理に限定されず、周波数領域での相関処理を行うこともできる。なお、図４（ｂ）に示す相関は、直達波による相関だけでなく、回折波による相関も含んでいる。ここで、回折波とは、例えば、直進する電波が遮蔽物体により遮蔽され、回折して電波受信部１１で受信される電波であり、送信機２００と電波受信部１１との間の電波の伝播経路が非直進性を有する場合を示す。
【００３９】
図５は電波測位の一例を示す説明図である。車載機１００を搭載した車両が道路を走行している場合、制御部３０は、ＧＰＳ受信部１５、ナビゲーション部１６などから出力される情報により、時々刻々自車両の大まかな存在領域を把握する。なお、把握した存在領域は、電波測位位置を特定する際に、後述するように送信機２００の位置を中心とする球面と自車両の仮想的な走行面との交線が２つ存在する場合、いずれの交線を電波測位位置として選定するかを決定するのに用いることができる。道路上のある地点Ｐ１において、送信機２００からの信号（測位用信号）を受信した場合、制御部３０は、信号の受信時点と送信時点との差により、その信号が送信機２００から車載機１００へ到達するまでの到達時間を算出する。この場合、信号の送信時点は、その信号に含まれる送信時点情報から取得することができる。
【００４０】
制御部３０は、信号の到達時間に光速を積算することにより、送信機２００からの距離Ｌ１を算出する。すなわち、地点Ｐ１の位置は、送信機２００の位置を中心とする半径Ｌ１の球面Ｑ１上であることがわかる。
【００４１】
一方、制御部３０は、送信機２００から信号を受信して送信機２００からの位置を求める場合、自車両が走行する道路の道路形状情報と車載機１００の高さ情報により、自車両の仮想的な走行面を特定する。なお、道路が直線道路である場合には、仮想的な走行面は平面であり、道路がカーブしている場合には、仮想的な走行面は曲面となる。
【００４２】
制御部３０は、電波測位位置を球面Ｑ１と走行面と交わる交線として求める。なお、図１の例で示すように、送信機２００が停止線（交差点）近くに設置され、かつ道路形状情報がリンク毎に与えられた場合、球面Ｑ１の中心点はリンクの端部にあるため、球面Ｑ１と走行面とは、通常１つの交線で交わる。これにより、１台の送信機２００からの信号を受信するだけで、電波測位により自車両の位置を求めることができる。なお、図５では、地点Ｐ１を×印で示しているが、より正確には、走行面と球面Ｑ１とが交わる交線であるため、走行面の道路幅方向の長さに略等しい長さ分の幅がある。しかし、実際には、車両は車線又は道路のほぼ真ん中を走行すると考えられるので、走行面の幅方向の略中央の位置を自車の位置として特定して差し支えない。
【００４３】
車両がさらに走行を続け、道路上の地点Ｐ２で送信機２００から信号を受信したとすると、地点Ｐ１の場合と同様に、制御部３０は、信号の到達時間に光速を積算することにより、送信機２００からの距離Ｌ２を算出する。すなわち、地点Ｐ２の位置は、送信機２００の位置を中心とする半径Ｌ２の球面Ｑ２上であることがわかる。
【００４４】
一方、制御部３０は、送信機２００から信号を受信して送信機２００からの位置を求める場合、自車両が走行する道路の道路形状情報と車載機１００の高さ情報により、自車両の仮想的な走行面を特定する。
【００４５】
制御部３０は、電波測位位置を球面Ｑ２と走行面と交わる交線として求める。以降、同様の動作を繰り返すことにより、制御部３０は、送信機２００から信号を受信する都度、電波測位位置を精度良く求めることができる。
【００４６】
図６は送信機を用いた場合の電波測位の概念を示す説明図である。図６に示すように、電波測位位置は、送信機２００から車載機１００までの信号の到達時間に光速（又は電波の伝播速度）を積算した距離を半径とする球面Ｑ上に存在する。次に球面Ｑ上のどこに自車両の位置が存在するかを求める。
【００４７】
車載機１００は、自車が走行している道路の道路形状情報と車載機１００の高さ情報とにより自車の仮想的な走行面Ｓを特定する。
【００４８】
図７は道路形状情報の構造を示す説明図である。図７に示すように、道路形状情報は、道路を複数のノードにより所定の距離（例えば、２０ｍ）の区間に分割し、区間毎の距離、勾配、曲率などの情報により構成されている。道路が直線の場合、道路に沿って１つの直線上にノードが設定され、道路がカーブの場合、道路に沿って複数の直線上にノード（例えば、２つのノード）が設定される。これにより、カーブにより道路が傾斜している場合でも、２つの直線で決定される平面を特定することができる。
【００４９】
制御部３０は、球面Ｑと仮想的な走行面Ｓとが交わる交線を電波測位位置とすることができる。道路形状情報で特定される走行面Ｓは、帯状であって、その幅は道路幅又はそれ以下であり、交線を特定することにより電波測位位置を精度良く求めることが可能である。なお、走行面Ｓの形状は、帯状に限定されるものではない。
【００５０】
なお、図６に示すように、球面Ｑと走行面Ｓとが交わる交線が２つ特定された場合には、以下のようにして電波測位位置を特定することができる。すなわち、球面Ｑと走行面Ｓの交線が２カ所生じるが、このうちいずれかは、前回の測位結果とその後の走行履歴、ＧＰＳ受信機での測位結果など、高い精度を持たない情報であっても十分判定可能である。
【００５１】
制御部３０は、ＧＰＳ受信部１５で受信した信号により得られる自車位置の情報、ナビゲーション部１６などから出力された自車位置の情報、あるいは、光ビーコンなどの路側装置との通信地点の情報により、自車の存在領域を絞り込むことができる。例えば、ＧＰＳ衛星信号を受信して得られた自車位置（測位地点）と、この測位地点を中心とする所定の位置誤差内の領域（例えば、測位地点を中心とする半径１０ｍの領域）を自車の存在領域として絞り込む。絞り込んだ存在領域内にある交線を電波測位位置として求めることができる。
【００５２】
また、別の方法として、制御部３０は、直近に特定した自車位置と、その地点からの走行履歴に基づいて、自車の存在領域を絞り込むことができる。例えば、直近に特定した自車位置から１００ｍ走行した場合、１００ｍ走行後の走行予想地点を中心とする走行に伴う位置誤差内の領域（例えば、走行予想地点を中心とする半径１０ｍの領域）を自車の存在領域として絞り込む。絞り込んだ存在領域内にある交線を電波測位位置として求めることができる。なお、走行に伴う位置誤差は、車輪速などの自律センサの信頼度に応じて変更することができる。
【００５３】
路車間通信部１２は、光ビーコン、電波ビーコン、ＤＳＲＣなどの路側装置との通信機能を有する。例えば、光ビーコンとの通信により、通信地点の位置情報、送信機２００の位置情報、停止線の位置情報、道路形状に関する道路形状情報などを受信することができる。なお、路車間通信部１２は、狭域通信機能のみならず、中域通信機能、広域通信機能を備えるものでもよい。
【００５４】
車車間通信部１３は、周辺車両３００との通信機能を備え、周辺車両３００から車両情報を受信する。これにより、周辺車両３００で測位した位置と周辺車両３００との車間距離に基づいて自車両の予測位置を求める場合、自車両の予測位置を周辺車両３００の走行に追従して求めることができる。
【００５５】
センサ部１４は、車輪速センサ、ジャイロセンサ、加速度センサ等の車載センサを備え、走行履歴を記録して自車両の位置を随時求めることができる自律センサとして機能する。また、センサ部１４は、車載カメラ、超音波センサなどを備えることもできる。これにより、周辺車両３００との車間距離を計測することができる。
【００５６】
ＧＰＳ受信部１５は、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）又はＲＴＫ−ＧＰＳ(Real-Time KinematicＧＰＳ)などのＧＰＳ受信機能を備え、複数のＧＰＳを含むＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からの電波を随時繰り返し受信し、自車位置を測位する。なお、ＧＰＳ受信部１５の精度、受信電波の状況などに応じての自車の存在領域は変動する可能性がある。
【００５７】
ナビゲーション部１６は、地図データベース等を内蔵し、ＧＰＳ受信部１５からの情報、センサ部１４からの情報に基づいて、自車の走行履歴（例えば、時刻とともに記録された走行距離、走行方位、走行速度、加減速度など）を記憶している。
【００５８】
記憶部２０は、電波受信部１１、路車間通信部１２、車車間通信部１３などを通じて受信した情報を記憶する。また、記憶部２０は、予め車載機１００（例えば、電波受信部１１の受信アンテナ）の搭載位置の高さ情報を記憶してある。
【００５９】
仮想直線特定部４１は、路車間通信部１２、車車間通信部１３、センサ部１４、ＧＰＳ受信部１５、ナビゲーション部１６などにより計測した自車両の位置（予測位置）と送信機２００の位置とを結ぶ仮想的な直線を特定する。
【００６０】
仮想遮蔽面特定部４２は、周辺車両３００の長さ、高さ、幅等で表わされる形状を、仮想直線特定部４１で特定した仮想直線の方向（自車両から送信機２００を見た方向）に平面化することにより、仮想遮蔽面を特定する。仮想遮蔽面は、自車両から見た送信機２００の位置が、周辺車両３００の形状（高さ、長さ、幅など）により遮蔽される面である。
【００６１】
回折角度算出部４３は、仮想直線特定部４１で特定した仮想直線と仮想遮蔽面特定部４２で特定した仮想遮蔽面との交点の仮想遮蔽面上の位置に基づいて電波の回折角度を算出する。回折角度は、例えば、仮想遮蔽面上の交点からの距離が最短の仮想遮蔽面の周辺上の周辺点を求め、送信機２００と周辺点とを結ぶ直線と、周辺点と自車の位置（予測位置）とを結ぶ直線とのなす角度を回折角度として求めることができる。これにより、周辺車両３００の形状、送信機２００と車載機１００との間における周辺車両３００の位置関係などにかかわらず、すなわち、仮想遮蔽面の形状にかかわらず、電波が回折する点を特定することができ、電波の回折度合い（電波の伝播経路の非直進性の度合い）を精度良く推定することができる。
【００６２】
図８は送信機２００からの電波が遮蔽される例を示す説明図である。図８に示すように、車載機１００の位置が地点Ｐ１にある場合、送信機２００からの電波は、周辺車両３００により遮蔽されることなく、車載機１００は、送信機２００からの直達波を受信することができる。一方、車載機１００の位置が地点Ｐ２にある場合、送信機２００からの電波は、周辺車両３００により遮蔽され、車載機１００は、送信機２００からの直達波を受信することができず、回折波を受信することになる。
【００６３】
図９は送信機２００からの電波の回折角度の算出例を示す説明図である。送信機２００の位置を（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）とし、車載機１００の予想位置を（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）とする。ここで予想位置は、光ビーコン、車載センサ、周辺車両３００との車車間通信などにより計測した自車の位置であり、送信機２００からの電波により計測した電波受信位置を除外するものである。
【００６４】
仮想直線Ｌは、車載機１００の予想位置と送信機２００の位置とを結ぶ直線として特定することができる。
【００６５】
仮想遮蔽面Ｒは、周辺車両３００の三次元形状を、仮想直線Ｌの方向（車載機１００から送信機２００を見た方向）に平面化することにより特定することができる。例えば、車載機１００を搭載した自車両が周辺車両３００の後方を走行している場合において、送信機２００の位置が道路方向前方にあるようなときは、周辺車両３００の幅、高さ、周辺車両３００との車間距離などで画定される略矩形状の面を仮想遮蔽面Ｒとすることができる。仮想遮蔽面Ｒの四隅の位置をＡ（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）、Ｂ（Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂ）、Ｃ（Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃ）、Ｄ（Ｘｄ、Ｙｄ、Ｘｄ）とすると、ＡＤの長さ及びＢＣの長さは周辺車両３００の幅にほぼ相当し、ＡＢの長さ及びＣＤの長さは周辺車両３００の路面からの高さにほぼ相当する。
【００６６】
位置Ａ〜Ｄで決定される仮想遮蔽面Ｒと仮想直線Ｌとの仮想交点Ｅ（Ｘｅ、Ｙｅ、Ｚｅ）とし、仮想交点Ｅからの距離が最短の仮想遮蔽面Ｒの周辺上の周辺点Ｆ（Ｘｆ、Ｙｆ、Ｚｆ）を求め、送信機２００と周辺点Ｆとを結ぶ直線と、周辺点Ｆと車載機１００とを結ぶ直線とのなす角度を回折角度θとして求めることができる。
【００６７】
なお、仮想遮蔽面Ｒは、周辺車両３００の後ろ側の面に限定されるものではなく、周辺車両３００が自車両の隣接車線を走行している場合において、送信機２００の位置が周辺車両３００を挟んで自車両の横方向にあるときは、仮想遮蔽面Ｒは、周辺車両３００の長さ及び高さにより画定される。また、周辺車両３００が自車両の斜め前方を走行している場合において、送信機２００の位置が周辺車両３００を挟んで自車両の斜め前方方向にあるときは、仮想遮蔽面Ｒは、周辺車両３００の長さ、幅及び高さにより画定される。この場合、仮想遮蔽面Ｒの形状は矩形状に限定されず、例えば、線分ＡＤが途中で山状に屈折して略五角形状になる。
【００６８】
電波回折推定部４０は、回折角度算出部４３で算出した回折角度に応じて電波の回折度合いを推定し、推定結果を制御部３０へ出力する。
【００６９】
位置特定部５０は、電波受信部１１で計測した電波測位位置と、路車間通信部１２、車車間通信部１３、センサ部１４、ＧＰＳ受信部１５、ナビゲーション部１６などにより計測した予測位置とに対して、電波回折推定部４０で推定した回折度合いに基づいて、重み付けを行い、自車の位置を特定する。
【００７０】
より具体的には、位置特定部５０は、送信機２００と電波受信部１１で計測した補正前の電波測位位置との直線距離Ｒ１を算出する。次に、位置特定部５０は、送信機２００と周辺点Ｆ（電波の回折点）との距離と、周辺点Ｆと補正後の電波測位位置との距離との合算距離Ｒ２を算出する。位置特定部５０は、算出した距離Ｒ１とＲ２が等しくなるように電波測位位置を補正する。これにより、電波測位に含まれる電波の伝播経路の誤差を除外することができる。
【００７１】
すなわち、電波遮蔽がある場合には、電波測位位置を補正し、電波遮蔽がない場合には、電波測位位置を補正せずにそのまま使用する。位置特定部５０は、電波の回折度合いに基づいて、電波測位位置（補正した場合も含む）と予測位置との重み付けを行って自車位置を特定（決定）する。これにより、自車位置を精度良く特定することができる。
【００７２】
この場合、補正位置となる候補が複数存在するときには、道路情報（形状、高さ、車線位置など）を用いて、候補の中から１つの補正位置を決定することができる。また、道路上の補正位置であって、予測位置に最も近い位置を補正位置として決定してもよい。以下、電波の回折度合いに応じた自車位置の特定方法について説明する。
【００７３】
図１０は回折角度と経路誤差との関係の一例を示す説明図である。図１０において、横軸は回折角度を示し、縦軸は経路誤差を示す。経路誤差は、例えば、車載機１００と送信機２００との直線距離と、周辺車両３００により回折した回折波の伝播距離との差とすることができる。図１０に示すように、回折角度が大きくなるにつれて経路誤差は大きくなり、電波を遮蔽する周辺車両３００との車間距離が０になるときに経路誤差が最も大きくなる。また、周辺車両３００との車間距離が短くなるにつれて経路誤差は大きくなる。
【００７４】
経路誤差が大きくなるにつれて、送信機２００からの電波を受信し、受信した電波の伝播時間に相当する距離により位置を計測する際の計測誤差が大きくなり、電波測位位置、すなわち自車位置の精度が低下する。以下、送信機２００からの電波が周辺車両３００などにより遮蔽される場合の自車位置の特定方法の例について説明する。
【００７５】
図１１は電波の回折がない場合の自車位置の特定の一例を示す説明図である。図１１において、送信機２００からの電波により測位した電波測位位置をＰ３（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）とする。一方、電波測位以外の方法で自車位置を計測した予測位置をＰ４（Ｘ４、Ｙ４、Ｚ４）とする。
【００７６】
図１１に示すように、電波の回折がない場合には、予測位置Ｐ４は、周辺車両３００により遮蔽されず、周辺車両３００の陰の外にあり、電波測位位置Ｐ３では、遮蔽されることなく送信機２００からの電波を受信することができ、電波測位位置Ｐ３を補正することなく自車位置と特定する。
【００７７】
図１２は電波の回折角度がある場合の自車位置の特定の一例を示す説明図である。図１２において、送信機２００からの電波により測位した電波測位位置をＰ５（Ｘ５、Ｙ５、Ｚ５）とする。一方、電波測位以外の方法で自車位置を計測した予測位置をＰ７（Ｘ７、Ｙ７、Ｚ７）とする。
【００７８】
送信機２００と周辺車両３００の周辺点Ｆとを結ぶ直線と、周辺点Ｆと車載機１００とを結ぶ直線とのなす角である回折角度θが０でない場合には、電波回折による経路誤差が生じるため、送信機２００と電波測位位置Ｐ５との直線距離ｒ５と、回折波の伝播距離（ｒ６１＋ｒ６２）とが等しくなるように電波測位位置Ｐ５を回折分だけ補正し、補正された電波測位位置Ｐ６（Ｘ６、Ｙ６、Ｚ６）を決定する。回折角度θの大きさに応じて、予測位置Ｐ７と補正された電波測位位置Ｐ６との重み付けにより自車位置を特定する。これにより、高精度に自車位置を特定することができる。
【００７９】
図１３は電波の回折角度がさらに大きい場合の自車位置の特定の一例を示す説明図である。図１３において、送信機２００からの電波により測位した電波測位位置をＰ８（Ｘ８、Ｙ８、Ｚ８）とする。一方、電波測位以外の方法で自車位置を計測した予測位置をＰ９（Ｘ９、Ｙ９、Ｚ９）とする。
【００８０】
送信機２００と周辺車両３００の周辺点Ｆとを結ぶ直線と、周辺点Ｆと車載機１００とを結ぶ直線とのなす角である回折角度θが大きい場合には、回折による電波減衰などの影響で測位誤差が大きくなると考えられるので、予測位置Ｐ９を自車位置と特定する。
【００８１】
この場合、電波回折推定部４０は、回折角度算出部４３で算出された回折角度に基づいて、電波測位位置の信頼度を判定するように構成することができる。これにより、図１３の例で示すように、電波測位位置の信頼度が小さい（低い）場合には、電波測位位置を使用せず予測位置を用いて自車位置を求めることができる。また、信頼度が小さい場合、電波測位位置に対する重み付けを小さくすることもできる。これにより、信頼度に応じて、電波測位位置に対する重み付け値を決定することができ、電波の回折度合いに応じて、自車位置を精度良く特定することができる。
【００８２】
電波測位位置の補正により、どの程度の経路誤差を除外できるかを数値例で説明する。（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の三次元空間において、送信機２００の位置を（０、０、６）（単位はｍとする）とする。すなわち、送信機２００のアンテナ部分の高さが６ｍの位置にあるとする。電波の遮蔽面が送信機２００から６０ｍの地点にあり、その高さを３．８ｍとする。自車両の予測位置が遮蔽面から３ｍ離れており、受信機の高さを１．５ｍとする。すなわち、予測位置を（６３、０、１．５）とする。この場合、電波測位距離は６５ｍ、補正前の電波測位位置は、（６４．８４、０、１．５）となり、補正した電波測位位置は、（６４．３９、０、１．５）となる。すなわち、補正により、約０．４ｍの経路誤差を除外することができる。
【００８３】
以上のように、電波の回折角度に応じて、電波測位位置及び予測位置それぞれに対して所要の重み付けを行って、自車位置を特定することができる。
【００８４】
図１４は重み付けの一例を示す説明図である。図１４において、横軸は回折角度を示し、縦軸は重み付け計数を示す。電波測位位置の重み付け係数をα、予測位置の重み付け係数をβとし、α＋β＝１の関係とする。特定した自車位置は、α×電波測位位置（補正された電波測位位置を含む）＋β×予測位置で求めることができる。なお、α、βの曲線は一例であって、これに限定されるものではない。
【００８５】
図１４に示すように、回折角度が０の場合、α＝１、β＝０とし、電波測位位置を自車位置とする。また、回折角度が大きくなるにつれて、電波測位位置の重み付けを小さくする。さらに回折角度が大きくなった場合には、α＝０、β＝１とし、予測位置を自車位置とする。これにより、電波の回折度合いに応じて、自車位置を精度良く特定することができる。
【００８６】
図１５は重み付けの他の例を示す説明図である。この場合、所要の角度閾値を予め設定しておき、回折角度が角度閾値より大きい場合には、予測位置を特定した位置（最終的な自車位置）とし、回折角度が角度閾値より小さい場合には、電波測位位置を特定した位置とすることもできる。なお、角度閾値は、電波の受信状況などに応じて適宜設定してもよい。
【００８７】
表示部６０は、ヘッドアップディスプレイ、カーナビゲーションシステム又は監視モニタなどの液晶表示パネルであり、運転者に対して、各種交通情報を表示することができる。例えば、交差点又は停止線までの距離、交差点を安全に走行できない場合の警告等を表示する。
【００８８】
操作部７０は、各種操作パネルを備え、運転者と車載機１００とのユーザインタフェースとして機能する。例えば、操作部７０は、運転者の操作により車載機１００の動作の開始又は停止の操作を受け付ける。
【００８９】
次に車載機１００の動作について説明する。図１６は車載機１００の処理手順を示すフローチャートである。制御部３０は、周辺車両３００の形状情報、位置情報を取得し（Ｓ１１）、送信機２００から信号を受信したか否かを判定し（Ｓ１２）、信号を受信していない場合（Ｓ１２でＮＯ）、ステップＳ１１の処理を続ける。
【００９０】
送信機２００から信号を受信した場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、制御部３０は、自車両の予測位置を算出し（Ｓ１３）、受信した信号に基づいて自車両の電波測位位置を算出する（Ｓ１４）。制御部３０は、送信機の位置及び自車両の予測位置に基づいて、送信機２００との仮想直線を特定する（Ｓ１５）。
【００９１】
制御部３０は、周辺車両３００の形状情報、周辺車両３００との車間距離、上述の仮想直線などに基づいて周辺車両３００による仮想遮蔽面を特定し（Ｓ１６）、仮想遮蔽面と仮想直線との仮想交点、仮想遮蔽面の周辺点などに基づいて電波の回折角度θを算出する（Ｓ１７）。
【００９２】
制御部３０は、算出した回折角度に基づいて、電波の遮蔽の有無を判定し（Ｓ１８）、遮蔽がある場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、電波測位位置を補正する（Ｓ１９）。電波の遮蔽がない場合（Ｓ１８でＮＯ）、制御部３０は、ステップＳ１９の処理を行わずに、後述のステップＳ２０の処置を行う。
【００９３】
制御部３０は、算出した回折角度に応じて重み付け係数を設定し（Ｓ２０）、設定した重み付け係数、予想位置及び電波測位位置（補正された電波測位位置を含む）に基づいて、自車位置を特定する（Ｓ２１）。制御部３０は、処理の終了指示の有無を判定し（Ｓ２２）、終了指示がない場合（Ｓ２２でＮＯ）、ステップＳ１１以降の処理を繰り返し、終了指示がある場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、処理を終了する。
【００９４】
以上説明したように、本発明にあっては、自車両で送信機からの電波を受信し、自車両の位置を測位する場合に、測位した位置の精度が高いのか、あるいは大きな誤差が含まれているのかを推定することができ、誤った自車位置情報を正しい位置情報と認識したまま持ち続けてしまうことを防止することができる。また、周辺車両により電波が遮蔽され、直達波を受信することができず回折波を受信するような場合でも電波の回折度合いに応じて電波測位位置を補正して高精度に自車両の位置を特定することができる。
【００９５】
上述の実施の形態では、周辺車両の形状情報を車車間通信により周辺車両から取得する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、予め周辺車両の車種（例えば、バス、トラックなど）に対応させて形状情報を記憶するようにしておき、自車両に搭載した車載センサにより周辺車両の車種を判別し、判別した車種に応じた形状情報を用いることもできる。
【００９６】
上述の実施の形態では、１台の送信機からの電波に基づいて自車両の位置を特定する際に、周辺車両などの存在により電波が遮蔽される場合の回折度合いの推定及び自車位置の補正について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数台の送信機を用いて自車両の位置を特定する場合に、いずれか１つ又は複数の送信機からの電波が遮蔽されるようなときにも本発明を適用することができる。このような場合に、仮に補正する位置が複数存在するようなときには、予測位置に最も近い補正位置を自車両の位置として特定することができる。
【００９７】
上述の実施の形態では、電波を遮蔽する周辺物体として周辺車両の例を用いて説明したが、周辺物体は、車両などの移動物体に限定されるものではなく、例えば、送信機と自車両が走行する道路との間に存在するビル、屋外施設等の建物により電波が遮蔽される場合にも、本発明を適用することができる。この場合には、建物の高さ、幅、長さ、位置などの情報を、例えば、建物付近に設置した路側装置から取得するように構成すればよい。
【００９８】
上述の発明により、送信機から送信される電波が周辺車両（例えば、大型車）により遮蔽されるような状態であっても、走行中の自車の位置を精度良く特定することができるため、本発明を用いることにより、例えば、車載機で前方の信号機の表示情報を受信し、受信した表示情報に基づいて交差点の手前で安全に停止することができるか否か、あるいは、交差点を安全に通過することができるか否かを高精度に判定し、判定結果に応じて運転者に音声で注意を促すことができる。また、車載機で受信した信号機の表示情報に基づいて、交差点を安全に通過することができるか否かを高精度に判定し、判定結果に応じて車両のブレーキ制御を行うこともでき、交通事故を未然に防止して交通の安全性を高めることができる。
【００９９】
上述の実施の形態において、電波の回折度合い、回折角度、電波の伝播経路を算出する場合に、幾何光学回折理論（ＧＴＤ：Geometrical Theory of Diffraction）、あるいは、一様回折理論（ＵＴＤ：Uniform Theory of Diffraction）などを用いることもできる。
【０１００】
開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明に係る電波回折推定システムの概要を示す模式図である。
【図２】本発明に係る電波回折推定システムの構成を示すブロック図である。
【図３】送信機が送信する信号に含まれるデータ構造の例を示す説明図である。
【図４】信号の受信時点を求める例を示す説明図である。
【図５】電波測位の一例を示す説明図である。
【図６】送信機を用いた場合の電波測位の概念を示す説明図である。
【図７】道路形状情報の構造を示す説明図である。
【図８】送信機からの電波が遮蔽される例を示す説明図である。
【図９】送信機からの電波の回折角度の算出例を示す説明図である。
【図１０】回折角度と経路誤差との関係の一例を示す説明図である。
【図１１】電波の回折がない場合の自車位置の特定の一例を示す説明図である。
【図１２】電波の回折角度がある場合の自車位置の特定の一例を示す説明図である。
【図１３】電波の回折角度がさらに大きい場合の自車位置の特定の一例を示す説明図である。
【図１４】重み付けの一例を示す説明図である。
【図１５】重み付けの他の例を示す説明図である。
【図１６】車載機の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０２】
１００ 車載機
１０ 位置計測部
１１ 電波受信部
１２ 路車間通信部
１３ 車車間通信部
１４ センサ部
１５ ＧＰＳ受信部
１６ ナビゲーション部
２０ 記憶部
３０ 制御部
４０ 電波回折推定部
４１ 仮想直線特定部
４２ 仮想遮蔽面特定部
４３ 回折角度算出部
５０ 位置特定部
６０ 表示部
７０ 操作部
２００ 送信機
２１０ 制御部
２２０ 送信部
３００ 周辺車両
３１０ 制御部
３２０ 車車間通信部
３３０ 車両情報記憶部
３４０ 車両位置計測部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機から送信された電波の回折度合いを推定する電波回折推定装置であって、
前記送信機の位置情報を取得する送信機情報取得手段と、
自身の位置を計測する計測手段と、
自身の周辺に存在する周辺物体の形状情報及び位置情報を取得する周辺物体情報取得手段と、
前記送信機の位置情報、自身の計測位置並びに前記周辺物体の形状情報及び位置情報に基づいて、前記周辺物体による電波の回折度合いを推定する回折推定手段と
を備えることを特徴とする電波回折推定装置。
【請求項２】
前記送信機の位置と計測した自身の位置とを結ぶ仮想直線を特定する直線特定手段と、
前記周辺物体により電波を遮蔽する仮想遮蔽面を特定する遮蔽面特定手段と
を備え、
前記回折推定手段は、
前記仮想直線及び仮想遮蔽面に基づいて電波の回折度合いを推定するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の電波回折推定装置。
【請求項３】
前記回折推定手段で推定した電波の回折度合いに基づいて自身の位置を特定する位置特定手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電波回折推定装置。
【請求項４】
前記送信機から送信された電波を受信する受信部と、
道路形状に関する道路形状情報を取得する道路情報取得手段と
を備え、
前記計測手段は、
前記受信部で受信した電波及び前記道路形状情報に基づいて自身の位置を計測する第１計測手段と、
該第１計測手段と異なる計測機能を有し、自身の位置を計測する第２計測手段と
を備え、
前記位置特定手段は、
前記回折推定手段で推定した電波の回折度合いに応じて、前記第１計測手段及び第２計測手段それぞれで計測した位置に重み付けして自身の位置を特定するように構成してあることを特徴とする請求項３に記載の電波回折推定装置。
【請求項５】
前記回折推定手段で推定した電波の回折度合いに基づいて、前記第１計測手段で計測する自車の位置の信頼度を判定する信頼度判定手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の電波回折推定装置。
【請求項６】
前記仮想直線と仮想遮蔽面との交点に基づいて、電波の該仮想遮蔽面外周上の回折点を算出する回折点算出手段と、
前記送信機と計測前の自身の位置との距離を算出する第１距離算出手段と
を備え、
前記第１計測手段は、
前記送信機と回折点との距離及び該回折点と計測後の自身の位置との距離の合算距離が、前記第１距離算出手段で算出した距離に等しくなるように自身の位置を計測するように構成してあることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電波回折推定装置。
【請求項７】
前記仮想直線と仮想遮蔽面との交点の該仮想遮蔽面上の位置に基づいて前記周辺物体による電波の回折角度を算出する回折角度算出手段を備え、
前記回折推定手段は、
前記回折角度算出手段で算出した回折角度に応じて回折度合いを推定するように構成してあることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１つに記載の電波回折推定装置。
【請求項８】
前記周辺物体までの距離情報を取得する距離情報取得手段を備え、
前記第２計測手段は、
前記周辺物体の位置情報及び前記距離情報取得手段で取得した距離情報に基づいて、自身の位置を計測するように構成してあることを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれか１つに記載の電波回折推定装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の電波回折推定装置と、電波を該電波回折推定装置へ送信する送信機とを備えることを特徴とする電波回折推定システム。
【請求項１０】
コンピュータに、送信機から送信された電波の回折度合いを推定させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータを、送信機の位置と自身の位置とを結ぶ仮想直線を特定する直線特定手段と、
自身の周辺に存在する周辺物体の形状情報及び位置情報に基づいて、該周辺物体により電波を遮蔽する仮想遮蔽面を特定する遮蔽面特定手段と、
前記仮想直線及び仮想遮蔽面に基づいて、前記周辺物体による電波の回折度合いを推定する回折推定手段と
して機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１１】
送信機から送信された電波の回折度合いを推定する電波回折推定方法であって、
前記送信機の位置情報を取得し、
自身の位置を計測し、
自身の周辺に存在する周辺物体の形状情報及び位置情報を取得し、
前記送信機の位置情報、自身の計測位置並びに前記周辺物体の形状情報及び位置情報に基づいて、前記周辺物体による電波の回折度合いを推定することを特徴とする電波回折推定方法。
【請求項１】
送信機から送信された電波の回折度合いを推定する電波回折推定装置であって、
前記送信機の位置情報を取得する送信機情報取得手段と、
自身の位置を計測する計測手段と、
自身の周辺に存在する周辺物体の形状情報及び位置情報を取得する周辺物体情報取得手段と、
前記送信機の位置情報、自身の計測位置並びに前記周辺物体の形状情報及び位置情報に基づいて、前記周辺物体による電波の回折度合いを推定する回折推定手段と
を備えることを特徴とする電波回折推定装置。
【請求項２】
前記送信機の位置と計測した自身の位置とを結ぶ仮想直線を特定する直線特定手段と、
前記周辺物体により電波を遮蔽する仮想遮蔽面を特定する遮蔽面特定手段と
を備え、
前記回折推定手段は、
前記仮想直線及び仮想遮蔽面に基づいて電波の回折度合いを推定するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の電波回折推定装置。
【請求項３】
前記回折推定手段で推定した電波の回折度合いに基づいて自身の位置を特定する位置特定手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電波回折推定装置。
【請求項４】
前記送信機から送信された電波を受信する受信部と、
道路形状に関する道路形状情報を取得する道路情報取得手段と
を備え、
前記計測手段は、
前記受信部で受信した電波及び前記道路形状情報に基づいて自身の位置を計測する第１計測手段と、
該第１計測手段と異なる計測機能を有し、自身の位置を計測する第２計測手段と
を備え、
前記位置特定手段は、
前記回折推定手段で推定した電波の回折度合いに応じて、前記第１計測手段及び第２計測手段それぞれで計測した位置に重み付けして自身の位置を特定するように構成してあることを特徴とする請求項３に記載の電波回折推定装置。
【請求項５】
前記回折推定手段で推定した電波の回折度合いに基づいて、前記第１計測手段で計測する自車の位置の信頼度を判定する信頼度判定手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の電波回折推定装置。
【請求項６】
前記仮想直線と仮想遮蔽面との交点に基づいて、電波の該仮想遮蔽面外周上の回折点を算出する回折点算出手段と、
前記送信機と計測前の自身の位置との距離を算出する第１距離算出手段と
を備え、
前記第１計測手段は、
前記送信機と回折点との距離及び該回折点と計測後の自身の位置との距離の合算距離が、前記第１距離算出手段で算出した距離に等しくなるように自身の位置を計測するように構成してあることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電波回折推定装置。
【請求項７】
前記仮想直線と仮想遮蔽面との交点の該仮想遮蔽面上の位置に基づいて前記周辺物体による電波の回折角度を算出する回折角度算出手段を備え、
前記回折推定手段は、
前記回折角度算出手段で算出した回折角度に応じて回折度合いを推定するように構成してあることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１つに記載の電波回折推定装置。
【請求項８】
前記周辺物体までの距離情報を取得する距離情報取得手段を備え、
前記第２計測手段は、
前記周辺物体の位置情報及び前記距離情報取得手段で取得した距離情報に基づいて、自身の位置を計測するように構成してあることを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれか１つに記載の電波回折推定装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の電波回折推定装置と、電波を該電波回折推定装置へ送信する送信機とを備えることを特徴とする電波回折推定システム。
【請求項１０】
コンピュータに、送信機から送信された電波の回折度合いを推定させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータを、送信機の位置と自身の位置とを結ぶ仮想直線を特定する直線特定手段と、
自身の周辺に存在する周辺物体の形状情報及び位置情報に基づいて、該周辺物体により電波を遮蔽する仮想遮蔽面を特定する遮蔽面特定手段と、
前記仮想直線及び仮想遮蔽面に基づいて、前記周辺物体による電波の回折度合いを推定する回折推定手段と
して機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１１】
送信機から送信された電波の回折度合いを推定する電波回折推定方法であって、
前記送信機の位置情報を取得し、
自身の位置を計測し、
自身の周辺に存在する周辺物体の形状情報及び位置情報を取得し、
前記送信機の位置情報、自身の計測位置並びに前記周辺物体の形状情報及び位置情報に基づいて、前記周辺物体による電波の回折度合いを推定することを特徴とする電波回折推定方法。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−１４５１８６（Ｐ２００９−１４５１８６Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２２４６６（Ｐ２００７−３２２４６６）
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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