(57)【要約】【課題】ＧＰＳ信号を受信していない間に蓄積される方位誤差を低減し、より精度よく車両位置を計算することができる。【解決手段】位置計算部と、自律航法算出部と、誤差修正部と、を備える。位置計算部は、最後に受信したＧＰＳ信号に含まれる位置情報を基準位置情報として取得し、ＧＰＳ信号の受信を再開した時点におけるＧＰＳ信号に含まれる位置情報を到達位置情報として取得する。誤差算出部は、基準位置情報で特定される位置から前記到達位置情報で特定される位置までの方位誤差を求める。また、誤差算出部は、前記誤差算出部により過去の走行時に算出された各自律航法位置における方位誤差と、今回走行時に算出された各自律航法位置における方位誤差の平均を求める。前記誤差修正部は、前記誤差算出部により算出された前記方位誤差または前記方位誤差の平均を用いて誤差を修正する。【選択図】図１
2015118059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号を用いて現在位置を計算する位置計算部と、
前記ＧＰＳ信号を受信できない区間における現在位置を示す自律航法位置を所定の走行間隔で算出する自律航法算出部と、
走行時の方位誤差を算出する誤差算出部と、
前記方位誤差を修正する誤差修正部と、を備え、
前記位置計算部は、
前記ＧＰＳ信号を所定時間受信しない場合、最後に受信した前記ＧＰＳ信号に含まれる位置情報を基準位置情報として取得し、前記ＧＰＳ信号の受信を再開した場合、前記ＧＰＳ信号の受信を再開した時点における前記ＧＰＳ信号に含まれる位置情報を到達位置情報として取得し、
前記誤差算出部は、前記ＧＰＳ信号を所定時間の間受信しない場合、現在位置が過去に走行した場所であるか否かを判定し、
過去に走行したことがない場所である場合、前記基準位置情報と前記到達位置情報と前記自律航法位置情報とを用いて、前記基準位置情報で特定される位置から前記到達位置情報で特定される位置までの方位誤差を求め、
過去に通過した場所である場合、前記誤差算出部により過去の走行時に算出された各自律航法位置における方位誤差と、今回走行時に算出された各自律航法位置における方位誤差の平均を求め、
前記誤差修正部は、
前記誤差算出部により算出された前記方位誤差または前記方位誤差の平均を用いて誤差を修正する
ことを特徴とする車両位置計算装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両位置計算装置であって、
前記誤差算出部は、
前記基準位置情報で特定される位置と前記自律航法位置情報で特定される位置との間の距離を、前記到達位置情報で特定される位置と前記自律航法位置情報で特定される位置との間の距離で除した値のインバースサインを計算することで前記方位誤差を算出する
ことを特徴とする車両位置計算装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両位置計算装置であって、
前記誤差修正部は、
前記方位誤差を用いて前記基準位置情報で特定される位置と前記自律航法位置情報で特定される位置とにより形成される第１のベクトルの、前記基準位置情報で特定される位置と前記到達位置情報で特定される位置とにより形成される第２のベクトルに対する誤差を修正する
ことを特徴とする車両位置計算装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両位置計算装置であって、
前記自律航法位置算出部は、
所定距離ごとに複数の自律航法位置を算出し、
前記誤差算出部は、
前記複数の自律航法位置のそれぞれについて方位誤差の平均を算出し、
前記誤差修正部は、
前記複数の自律航法位置における前記方位誤差の平均を用いて、該複数の自律航法位置のそれぞれの方位誤差を修正する
ことを特徴とする車両位置計算装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両位置計算装置であって、
外部装置との間で通信を行う通信部をさらに備え、
前記通信部は、
前記誤差修正部により修正された後の位置情報を前記外部装置に送信する
ことを特徴とする車両位置計算装置。
【請求項６】
車両位置を計算する車両位置計算装置の車両位置計算方法であって、
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号を用いて現在位置を計算する位置計算ステップと、
前記ＧＰＳ信号を受信できない区間における現在位置を示す自律航法位置を所定の走行間隔で算出する自律航法算出ステップと、
走行時の方位誤差を算出する誤差算出ステップと、
前記方位誤差を修正する誤差修正ステップと、を備え、
前記位置計算ステップは、
前記ＧＰＳ信号を所定時間受信しない場合、最後に受信した前記ＧＰＳ信号に含まれる位置情報を基準位置情報として取得し、前記ＧＰＳ信号の受信を再開した場合、前記ＧＰＳ信号の受信を再開した時点における前記ＧＰＳ信号に含まれる位置情報を到達位置情報として取得し、
前記誤差算出ステップは、前記ＧＰＳ信号を所定時間の間受信しない場合、現在位置が過去に走行した場所であるか否かを判定し、
過去に走行したことがない場所である場合、前記基準位置情報と前記到達位置情報と前記自律航法位置情報とを用いて、前記基準位置情報で特定される位置から前記到達位置で特定される位置までの走行で生じた方位誤差を求め、
過去に通過した場所である場合、前記誤差算出ステップにより過去の走行時に算出された各自律航法位置における方位誤差と、今回走行時に算出された各自律航法位置における方位誤差の平均を求め、
前記誤差修正ステップは、
前記誤差算出ステップにより算出された前記方位誤差または前記方位誤差の平均を用いて誤差を修正する
ことを特徴とする車両位置計算方法。
【請求項７】
コンピュータを、車両位置を計算する車両位置計算装置として機能させるプログラムであって、
前記コンピュータを、
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号を用いて現在位置を計算する位置計算部と、
前記ＧＰＳ信号を受信できない区間における現在位置を示す自律航法位置を所定の走行間隔で算出する自律航法算出部と、
走行時の方位誤差を算出する誤差算出部と、
前記方位誤差を修正する誤差修正部として機能させ、
前記位置計算部は、
前記ＧＰＳ信号を所定時間受信しない場合、最後に受信した前記ＧＰＳ信号に含まれる位置情報を基準位置情報として取得し、前記ＧＰＳ信号の受信を再開した場合、前記ＧＰＳ信号の受信を再開した時点における前記ＧＰＳ信号に含まれる位置情報を到達位置情報として取得し、
前記誤差算出部は、前記ＧＰＳ信号を所定時間の間受信しない場合、現在位置が過去に走行した場所であるか否かを判定し、
過去に走行したことがない場所である場合、前記基準位置情報と前記到達位置情報と前記自律航法位置情報とを用いて、前記基準位置情報で特定される位置から前記到達位置で特定される位置までの走行で生じた方位誤差を求め、
過去に通過した場所である場合、前記誤差算出部により過去の走行時に算出された各自律航法位置における方位誤差と、今回走行時に算出された各自律航法位置における方位誤差の平均を求め、
前記誤差修正部は、
前記誤差算出部により算出された前記方位誤差または前記方位誤差の平均を用いて誤差を修正する
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両位置計算装置、車両位置計算方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＧＰＳが利用できないトンネル内において、距離メータなどの機械的計測により得た入力データに対してＧＰＳや距離メータ等に起因する誤差を正確に補正することを目的とするトンネルデータ処理システムが記載されている。当該システムは、走行する車両に搭載された距離メータやジャイロ装置などの位置検知手段により測定した原座標系の位置データと、車両に搭載された壁面検知手段により位置データと同期させた原座標系のトンネル内面点群データをデータ入力部を介して入力する。また、当該システムは、入口被検知板に関するＧＰＳでの計測データと既知の位置データの差分からＧＰＳの誤差を補正し、出口被検知板に関する距離メータの計測データと既知の位置データの差分からトンネル内で距離メータの誤差により蓄積したトンネル内計測誤差の総計を算出し、キロポスト上の任意の点に対してはトンネル内計測誤差を按分して補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−６９７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術では、ＧＰＳ受信装置により車両の絶対位置を測定し、ジャイロセンサ等により車両の相対位置を測定しているものの、ＧＰＳ信号を所定期間受信できない場合、ジャイロセンサ等による相対位置の測定誤差が蓄積するので、車両の実際の位置とナビゲーション装置が示す車両の位置とに大きな差異が生じる場合がある。
【０００５】
そこで、本発明に係る車両位置計算装置は、ＧＰＳ信号を受信していない間に蓄積される方位誤差を低減し、より精度よく車両位置を計算できる車両位置計算装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両位置計算装置は、  ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号を用いて現在位置を計算する位置計算部と、前記ＧＰＳ信号を受信できない区間における現在位置を示す自律航法位置を所定の走行間隔で算出する自律航法算出部と、走行時の方位誤差を算出する誤差算出部と、前記方位誤差を修正する誤差修正部と、を備え、前記位置計算部は、前記ＧＰＳ信号を所定時間受信しない場合、最後に受信した前記ＧＰＳ信号に含まれる位置情報を基準位置情報として取得し、前記ＧＰＳ信号の受信を再開した場合、前記ＧＰＳ信号の受信を再開した時点における前記ＧＰＳ信号に含まれる位置情報を到達位置情報として取得し、前記誤差算出部は、前記ＧＰＳ信号を所定時間の間受信しない場合、現在位置が過去に走行した場所であるか否かを判定し、過去に走行したことがない場所である場合、前記基準位置情報と前記到達位置情報と前記自律航法位置情報とを用いて、前記基準位置情報で特定される位置から前記到達位置情報で特定される位置までの方位誤差を求め、過去に通過した場所である場合、前記誤差算出部により過去の走行時に算出された各自律航法位置における方位誤差と、今回走行時に算出された各自律航法位置における方位誤差の平均を求め、前記誤差修正部は、前記誤差算出部により算出された前記方位誤差または前記方位誤差の平均を用いて誤差を修正する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る車両位置計算装置によれば、ＧＰＳ信号を受信していない間に蓄積される方位誤差を低減し、より精度よく車両位置を計算することができる。
【０００８】
なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態に係る車両位置計算装置のハードウェア構成の一例を示した図である。
【図２】本実施の形態に係る車両位置計算装置の機能構成の一例を示した機能ブロックを示す図である。
【図３】本実施の形態に係る方位誤差算出方法の模式図である。
【図４】本実施の形態に係る車両位置計算処理の流れの一例を示したフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本実施形態に係る車両位置計算装置１００のハードウェア構成の一例を示した図である。車両位置計算装置１００は、車両位置計算装置１００が搭載されている車両の現在位置を特定する装置である。なお、車両位置計算装置１００は、車両位置計算装置１００が搭載されている車両の現在位置を計算する装置であって、例えば、通常の車載ナビゲーション装置が有する地図情報や交通情報などの情報を有していない。
【００１１】
車両位置計算装置１００は、演算処理装置１と、車速センサ２と、ジャイロセンサ３とＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）受信装置４と、通信装置５と、を有している。車両位置計算装置１００は、ＧＰＳ受信装置４、車速センサ２およびジャイロセンサ３から取得した情報を用いて車両の現在位置を特定する位置情報を生成する。また、車両位置計算装置１００は、車載ナビゲーション装置や、スマートフォン、携帯電話およびタブレット端末等の携帯情報端末（以下、「外部装置」という）に対し、生成した位置情報を提供する。
【００１２】
演算処理装置１は、車両位置計算装置１００の様々な処理を行う中心的なユニットである。演算処理装置１は、例えば、ＧＰＳ受信装置４から取得した情報を用いて車両位置計算装置１００の現在位置を特定する位置座標を算出する。また、演算処理装置１は、例えば、車速センサ２およびジャイロセンサ３から取得した情報を用いて、自律航法により車両位置計算装置１００の現在位置を示す位置座標を算出する。また、演算処理装置１は、自律航法により算出した車両位置計算装置１００の位置座標の誤差を算出する。また、演算処理装置１は、算出した位置座標の誤差を修正し、実際に車両位置計算装置１００がある位置座標を算出する。また、演算処理装置１は、車両位置計算装置１００の位置座標を含む位置情報を生成し、通信装置５を介して外部装置に送信する。
【００１３】
なお、演算処理装置１は、数値演算、各装置およびセンサの制御など、様々な処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２１と、プログラムやデータ、演算結果などを一時的に格納するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２２と、プログラムやデータなどを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２３と、ＧＰＳ受信装置４および各種センサを演算処理装置１と接続するためのＩ／Ｆ（インターフェース）２４と、を有している。また、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３およびＩ／Ｆ２４は、バス２５によって相互に接続されている。
【００１４】
車速センサ２は、車速の算出に用いられる情報を出力する。具体的には、車速センサ２は、検出した車輪の回転数をパルス信号に変換し、所定の時間内におけるパルス信号数といった所定の情報を出力する。
【００１５】
ジャイロセンサ３は、光ファイバジャイロや振動ジャイロなどで構成され、移動体の回転による角速度を検出する。
【００１６】
ＧＰＳ受信装置４は、所定の受信間隔（例えば、毎秒１回）でＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信して、車両とＧＰＳ衛星間の距離と、距離の変化率を３個以上の衛星に対して測定することで、車両の現在地、進行速度および進行方位を測定する。
【００１７】
通信装置５は、車両位置計算装置１００により生成された情報（例えば、位置情報など）を外部装置（例えば、車載ナビゲーション装置、スマートフォン、携帯電話およびタブレット端末等）に送信する装置である。
【００１８】
以上、本実施形態に係る車両位置計算装置１００のハードウェア構成について説明した。
【００１９】
図２は、車両位置計算装置１００の機能構成の一例を示した機能ブロックを示す図である。車両位置計算装置１００は、全体制御部２０１と、信号格納部２０２と、位置計算部２０３と、自律航法位置算出部２０４と、誤差算出部２０５と、方位誤差格納部２０６と、誤差修正部２０７と、出力部２０８とを有している。
【００２０】
全体制御部２０１は、車両位置計算装置１００の様々な処理を行う中心的な機能部である。具体的には、全体制御部２０１は、ＧＰＳ受信装置４、車速センサ２およびジャイロセンサ３から様々な情報や指示を受け付ける。また、全体制御部２０１は、取得した情報や受け付けた指示を、これらの情報や指示の種類または内容に応じて、所定の装置およびセンサに出力する。
【００２１】
信号格納部２０２は、ＧＰＳ受信装置４が受信したＧＰＳ信号を格納する機能部である。具体的には、信号格納部２０２は、ＧＰＳ受信装置４により受信時刻が対応付けられたＧＰＳ信号を格納する。なお、ＧＰＳ信号は、ＧＰＳ信号受信時における車両位置計算装置１００の現在位置を特定する位置情報が含まれている。
【００２２】
位置計算部２０３は、ＧＰＳ信号を用いて車両位置計算装置１００の現在位置を計算する機能部である。また、位置計算部２０３は、ＧＰＳ受信装置４が所定時間（例えば、２秒間）の間、ＧＰＳ信号を受信しない場合、ＧＰＳ受信装置４が最後に受信したＧＰＳ信号に含まれる位置情報を基準位置情報として取得する。
【００２３】
例えば、車両位置計算装置１００を搭載する車両がトンネル内や地下、又は複数の高層ビル等に囲まれた領域に存在している場合、ＧＰＳ受信装置４は、所定時間の間ＧＰＳ信号を受信することができない。このような場合、例えば、トンネル等の入り口を示す位置情報が基準位置情報として取得される。
【００２４】
なお、所定時間を適宜設定することにより、位置計算部２０３は、ＧＰＳ信号を受信しなくなった位置に許容範囲を設けることができる。
【００２５】
また、位置計算部２０３は、ＧＰＳ受信装置４がＧＰＳ信号の受信を再開した場合、ＧＰＳ信号の受信を再開した時点におけるＧＰＳ信号に含まれる位置情報を到達位置情報として取得する。到達位置情報により示される到達位置は、例えば、トンネルの出口等のＧＰＳ信号が受信できる場所や高層ビル群等が存在しないことによりＧＰＳ信号の受信が妨げられない場所である。
【００２６】
また、位置計算部２０３は、基準位置情報に到達位置情報を対応付けて信号格納部２０２に格納する。すなわち、位置計算部２０３は、例えば、１つのトンネルを通過する度に、トンネルの入り口を示す位置情報である基準位置情報と、トンネル出口を示す位置情報である到達位置情報と対応付けて、信号格納部２０２に格納する。
【００２７】
なお、位置計算部２０３は、ＧＰＳ受信装置４がＧＰＳ信号の受信を再開してから所定時間（例えば、２、３秒）が経過した後に受信したＧＰＳ信号に含まれる位置情報により特定される現在位置を車両位置計算装置１００の到達位置としても良い。ＧＰＳ受信装置４は、ＧＰＳ信号の受信を再開した直後に受信状態が不安定な場合があり、受信状態が安定した後のＧＰＳ信号を処理に用いるためである。
【００２８】
また、位置計算部２０３は、ＧＰＳ受信装置４が所定時間（例えば、２秒間）を経過してもＧＰＳ信号を受信しない場合、基準位置が信号格納部２０２に格納されているか否かを判定する。なお、基準位置が信号格納部２０２に格納されていないと場合とは、車両位置計算装置１００が、過去に通ったことのない新たなトンネル等の入り口地点を通ったことを意味する。
【００２９】
また、基準位置情報が信号格納部２０２に格納されている場合とは、車両位置計算装置１００が、過去に通ったことがある地点を再び通過したことを意味する。この場合、位置計算部２０３は、信号格納部２０２に格納されている基準位置情報が示す基準位置と、新たに取得した基準位置との平均を算出し、新たな基準位置情報を生成する。
【００３０】
これにより、位置計算部２０３は、車両位置計算装置１００が過去に通ったことがある場所を通過した場合、過去の基準位置と新たに取得した基準位置との平均値を処理に用いることができるため、当該場所の位置精度を向上させることができる。
【００３１】
自律航法位置算出部２０４は、自律航法により車両位置計算装置１００の現在位置を算出する機能部である。具体的には、自律航法位置算出部２０４は、基準位置情報で示される基準位置を起点にし、車速センサ２およびジャイロセンサ３から取得した情報を用いて、自律航法により所定時間（例えば、１秒ごと）または所定距離（例えば、２０ｍ）走行するごとに車両位置である自律航法位置情報を生成する。また、自律航法位置算出部２０４は、基準位置と自律航法位置とにより形成されるトンネル等進入時の進入方位基準ベクトル（以下、「第１のベクトル」という）を算出する。
【００３２】
また、自律航法位置算出部２０４は、算出した第１のベクトルを、基準位置情報に対応づけて信号格納部２０２に格納する。
【００３３】
また、自律航法位置算出部２０４は、位置計算部２０３から受け取った判定結果が、過去に通ったことのない新たな地点に車両位置計算装置１００が到達したことを示す場合、新規に情報登録処理を実行する。
【００３４】
誤差算出部２０５は、方位誤差を算出する機能部である。具体的には、誤差算出部２０５は、基準位置情報と、基準位置情報に対応づけて信号格納部２０２に格納されている自律航法位置情報と、到達位置情報とを用いて、ＧＰＳ受信装置４がＧＰＳ信号を受信していない間に発生した自律航法位置の方位誤差を算出する。
【００３５】
より具体的には、予め基準位置情報が格納されていない場合、すなわち、過去に通過したことがない場所を通った場合、誤差算出部２０５は、基準位置と自律航法位置との間の距離を、到達位置と自律航法位置との間の距離で除した値のインバースサインを計算することで方位誤差を算出する。
【００３６】
また、誤差算出部２０５は、予め基準位置情報が格納されている場合、すなわち、過去に同じ場所を通過したことがある場合、基準位置情報に対応づけられて格納されている各自律航法位置のそれぞれについて方位誤差を算出する。また、誤差算出部２０５は、算出した方位誤差を示す誤差情報を、基準位置情報に対応づけて方位誤差格納部２０６に格納する。
【００３７】
ここで、誤差算出部２０５の方位誤差を算出する方法をより詳細に説明する。図３は、方位誤差算出方法の模式図である。図示するＡ点が基準位置であり、Ｂ点が到達位置であり、Ｃ点が自律航法位置である。図３の例では、車両位置計算装置１００を搭載する車両がＡ点からＢ点に向けて走行している例を示す。なお、Ａ点の座標を（ｘ１、ｙ１）、Ｂ点の座標を（ｘ２、ｙ２）、Ｃ点の座標を（ｘ３、ｙ３）とする。
【００３８】
まず、過去に通過したことがない場所を通った場合の方位誤差の算出方法について説明する。誤差算出部２０５は、基準位置と自律航法位置との間の距離Ｌｘを算出する。すなわち、誤差算出部２０５は、基準位置情報からＡ点の座標を抽出すると共に自律航法位置からＣ点の座標を抽出し、抽出した座標を用いて距離Ｌｘを算出する。なお、車両位置計算装置１００を搭載する車両がトンネル内を走行している場合、かかる距離Ｌｘはトンネル内走行距離に該当する。
【００３９】
また、誤差算出部２０５は、到達位置と自律航法位置との距離差Ｌｙを算出する。すなわち、誤差算出部２０５は、到達位置情報からＢ点の座標を抽出すると共に自律航法位置からＣ点の座標を抽出し、抽出した座標を用いて距離Ｌｙを算出する。そして、誤差算出部２０５は、以下の式１を用いて方位誤差θを算出する。また、誤差算出部２０５は、算出した方位誤差を基準位置情報に対応付けて方位誤差格納部２０６に出力する。
【００４０】
2015118059.tif 000003
【００４１】
次に、過去に同じ場所を通ったことがある場合の方位誤差の算出方法について説明する。誤差算出部２０５は、既に格納されている基準位置情報および自律航法位置情報を用いて、方位誤差を算出する。具体的には、誤差算出部２０５は、今回の走行時に取得した基準位置と、今回の走行時に算出した自律航法位置との間の距離Ｌｘ１を算出する。また、誤差算出部２０５は、今回の走行時に算出した自律航法位置からＡ点とＢ点とを結んだ線分までの距離Ｌｙ１を算出する。また、誤差算出部２０５は、Ｌｘ１およびＬｙ１を以下の式（２）に代入することにより方位誤差Δθ１を算出する。ただし、ｎは１以上の整数である。
【００４２】
2015118059.tif 000004
【００４３】
また、誤差算出部２０５は、今回の走行時に算出した方位誤差と、既に信号格納部２０２に格納されている各自律航法位置おける方位誤差との平均を算出する。具体的には、誤差算出部２０５は、上記式（２）を用いて、今回の走行時に算出した各自律航法位置（図３では、ｐ点、ｑ点およびｒ点）の方位誤差（Δθ２、Δθ３およびΔθ４）と、過去の走行時にこれらの自律航法位置の各々に対応する自律航法位置において算出した方位誤差との平均を算出する。また、誤差算出部２０５は、算出した方位誤差を基準位置情報に対応付けて方位誤差格納部２０６に格納する。
【００４４】
方位誤差格納部２０６は、誤差算出部２０５が算出した方位誤差を格納する機能部である。具体的には、方位誤差格納部２０６は、誤差算出部２０５が算出した方位誤差を誤差情報として、当該誤差情報の算出に用いた基準位置の基準位置情報に対応づけて格納する。また、方位誤差格納部２０６は、誤差修正部２０７からの取得要求に応じて、格納している誤差情報を誤差修正部２０７に出力する。
【００４５】
誤差修正部２０７は、位置誤差を修正する機能部である。具体的には、誤差修正部２０７は、誤差算出部２０５により算出された方位誤差を用いて自律航法位置の位置誤差を修正する。
【００４６】
より具体的には、誤差修正部２０７は、基準位置と到達位置とにより形成される第２のベクトルに対する基準位置と自律航法位置とにより形成される第１のベクトルの誤差を修正する。また、方位誤差格納部２０７は、修正後の座標位置を修正位置情報として、基準位置情報に対応付けて方位誤差格納部２０６に格納する。
【００４７】
なお、誤差修正部２０７は、第１のベクトルを第２のベクトルに向けて方位誤差分だけ回転させることで誤差を修正する。また、方位誤差格納部２０７は、Ａ点とＢ点とを結ぶ線分からＣ点までの距離をＣ点のｙ座標から差し引くことで誤差を修正しても良い。
【００４８】
また、過去に通ったことのある場所を再び通過するとき、すなわち、基準位置情報が信号格納部２０２に格納されている場合、誤差修正部２０７は、自律航法位置の各々について算出した方位誤差を修正する。
【００４９】
具体的には、誤差修正部２０７は、各自律航法位置において算出された方位誤差の平均を用いて、各自律航法位置間のベクトルを方位誤差の平均分だけ到達位置方向に回転させることで、各自律航法位置間の方位誤差を修正する。
【００５０】
なお、誤差修正部２０７は、既に方位誤差格納部２０６に格納されている修正位置情報を取得し、各自律航法位置（図３では、ｐ点、ｑ点およびｒ点）のｙ座標を修正位置情報の対応する各点におけるｙ座標とする修正を行っても良い。
【００５１】
出力部２０８は、所定情報を外部装置に送信する機能部である。具体的には、出力部２０８は、誤差修正後の位置情報を外部の携帯情報端末に送信する。
【００５２】
なお、外部装置である車載ナビゲーション装置、スマートフォンおよび携帯電話等の情報端末は、車両位置計算装置１００から取得した位置情報と、これらの各装置に搭載されているナビゲーションシステム（インストールされたアプリケーションにより実現されるものも含む）とにより、当該情報端末の現在位置を示す地図情報を表示する。
【００５３】
［動作の説明］
図４は、本実施形態に係る車両位置計算処理の流れの一例を示したフロー図である。車両位置計算処理は、車両位置計算装置の起動と共に開始される。
【００５４】
車両位置計算処理が開始されると、ＧＰＳ受信装置４は、所定の受信間隔でＧＰＳ信号を受信する。また、ＧＰＳ受信装置４は、ＧＰＳ信号を受信した時刻に対応づけて信号格納部２０２に格納する。
【００５５】
また、位置計算部２０３は、ＧＰＳ受信装置４がＧＰＳ信号を所定時間、受信しないか否かを判定する（ステップＳ００１）。そして、ＧＰＳ信号が所定時間経過する前に受信されていると判定した場合（Ｓ００１でＮｏ）、位置計算部２０３は、ＧＰＳ受信装置４のＧＰＳ信号の受信を監視し続ける。
【００５６】
一方で、ＧＰＳ受信装置４においてＧＰＳ信号を受信しない時間が所定時間経過したと判定した場合（Ｓ００１でＮｏ）、ＧＰＳ受信装置４は、最後に受信したＧＰＳ信号に含まれる位置情報で示される位置を基準位置として取得する（ステップＳ００２）。
【００５７】
次に、位置計算部２０３は、基準位置を示す基準位置情報が信号格納部２０２に格納されているか否かを判定する（ステップＳ００３）。そして、信号格納部２０２に基準位置情報が格納されていると判定した場合（ステップＳ００３でＹｅｓ）、すなわち、車両位置計算装置１００が過去に通過したことのあるトンネル等の入り口地点に到達した場合、位置計算部２０３は、処理をステップＳ００４に移行する。
【００５８】
一方で、信号格納部２０２に基準位置情報が格納されていないと判定した場合（ステップＳ００３でＮｏ）、すなわち、車両位置計算装置１００が過去に通過したことのない新たなトンネル等の入り口地点に到達した場合、位置計算部２０３は、処理をステップＳ００８に移行する。
【００５９】
車両位置計算装置１００が過去に通過したことのない新たなトンネル等の入り口地点に到達した場合、自律航法位置算出部２０４は、所定距離ごとに自律航法位置を算出する（ステップＳ００８）。また、自律航法位置算出部２０４は、時刻に対応づけて算出した自律航法位置を基準位置情報に対応づけて信号格納部２０２に格納する。また、誤差算出部２０５は、各自律航法位置における方位誤差を算出し、これを各自律航法位置の位置座標および基準位置情報に対応付けて方位誤差格納部２０６に格納する。
【００６０】
次に、位置計算部２０３は、ＧＰＳ受信装置４がＧＰＳ信号の受信を再開したか否かを判定し（ステップＳ００９）、ＧＰＳ信号の受信を再開していない場合（ステップＳ００９でＮｏ）、位置計算部２０３は、処理をステップＳ００８に戻す。
【００６１】
一方で、ＧＰＳ信号の受信を再開した場合（ステップＳ００９でＹｅｓ）、位置計算部２０３は、ＧＰＳ信号の受信を再開した時点におけるＧＰＳ信号に含まれる位置情報によって示される位置を到達位置として取得する（ステップＳ０１０）。
【００６２】
次に、誤差算出部２０５は、基準位置と、基準位置に対応づけて信号格納部２０２に格納されている自律航法位置と、到達位置とを取得し、ＧＰＳ受信装置４がＧＰＳ信号を受信していない間に発生した自律航法位置の方位誤差を算出する（ステップＳ０１１）。なお、方位誤差の算出方法は前述の通りである。
【００６３】
誤差算出部２０５は、算出した方位誤差を、基準位置に対応づけて方位誤差格納部２０６に格納する。
【００６４】
次に、誤差修正部２０７は、誤差算出部２０５が算出した方位誤差を用いて、自律航法位置の誤差を修正する（ステップＳ０１２）。具体的には、誤差修正部２０７は、第１のベクトルを第２のベクトルに向けて方位誤差分だけ回転させることで誤差を修正する。なお、第１のベクトルは、基準位置と自律航法位置とにより形成されるベクトルである。第２のベクトルは、基準位置と到達位置とにより形成されるベクトルである。
【００６５】
誤差修正部２０７は、誤差修正を行った後、本フローの処理を終了する。
【００６６】
また、前述のステップＳ００３において、車両位置計算装置１００が過去に通過したことのあるトンネル等の入り口地点に到達した場合（ステップＳ００３でＹｅｓ）、自律航法位置算出部２０４は、自律航法位置を算出する（ステップＳ００４）。また、自律航法位置算出部２０４は、算出した自律航法位置に算出時刻と基準位置情報とを対応づけて信号格納部２０２に格納する。
【００６７】
次に、誤差算出部２０５は、方位誤差を算出する（ステップＳ００５）。具体的には、誤差算出部２０５は、過去の通過時に算出し、基準位置情報に対応づけて格納した各自律航法位置の方位誤差と、今回の走行時に自律航法位置算出部２０４が算出した各自律航法位置の方位誤差とを用いて、各自律航法位置の方位誤差の平均を算出する（ステップＳ００５）。なお、誤差算出部２０５は、各自律航法位置における方位誤差の平均を基準位置情報に対応付けて誤差格納部２０６に格納する。
【００６８】
次に、誤差修正部２０７は、誤差算出部２０５が算出した方位誤差を用いて、各自律航法位置の方位誤差を修正する（ステップＳ００６）。具体的には、誤差修正部２０７は、各自律航法位置において算出された方位誤差の平均を用いて、各自律航法位置間のベクトルを方位誤差の平均分だけ到達位置方向に回転させることで、各自律航法位置間の方位誤差を修正する。
【００６９】
また、誤差修正部２０７は、ＧＰＳ信号の受信が再開されたか否かを判定し（ステップＳ００７）、再開されていない場合、各自律航法位置における方位誤差の修正を継続する（ステップＳ００６）。
【００７０】
一方で、ＧＰＳ信号の受信が再開されたと判定した場合（ステップＳ００７でＹｅｓ）、誤差修正部２０７は、本フローの処理を終了する。
【００７１】
このような車両位置計算装置１００によれば、トンネル内の走行時などＧＰＳ信号を受信していない間に蓄積される方位誤差を低減し、より精度よく車両位置を計算することができる。特に、車両位置計算装置１００では、同じトンネルを再び走行した場合には、かかるトンネルを前回走行した際に取得した各自律航法位置における方位誤差と、今回走行時の各自律航法位置における方位誤差との平均により誤差を修正できるため、より精度良く車両位置を計算することができる。
【００７２】
なお、前述の実施形態の変形例として、複数の車両位置計算装置１００それぞれから基準位置情報に対応づけられた修正結果を示す情報をインターネット等の通信網を介して取得するサーバーを設けても良い。サーバーは、車両位置計算装置１００を一意に識別する装置識別子に対応づけて修正結果を示す情報を格納する。そして、サーバーは、複数の修正結果を用いて、ＧＰＳ信号を受信できない１つの基準位置における方位誤差の平均である全体平均方位誤差を算出する。また、サーバーは、１つの基準位置に対応づけられた全体平均方位誤差を、複数の車両位置計算装置１００のそれぞれに提供する。
【００７３】
複数の車両位置計算装置１００のそれぞれは、サーバーから提供された全体平均方位誤差を用いて方位誤差の修正ができる。これにより、車両位置計算装置１００は、当該車両位置計算装置１００を搭載する車両がはじめて通過する場所に到達した場合であっても、サーバーから当該場所における全体平均方位誤差に関する情報を取得している場合には、当該全体平均方位誤差を用いて自律航法位置の方位誤差を補正できる。
【００７４】
その結果、このような変形例に係る各車両位置計算装置１００は、より精度よく車両位置を計算することができる。特に、車両位置計算装置１００では、各トンネルについて、他車両が走行した際に取得、算出した自律航法位置や各自律航法位置における方位誤差の平均を求めることができる、位置特定の精度を向上することができる。また、自車が過去に通ったことがないトンネルであっても、他車両の情報から算出した計算結果を用いることができるため、利便性も飛躍的に向上する。
【００７５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。更に、上記した実施形態の技術的要素は、単独で適用されてもよいし、プログラム部品とハードウェア部品とのような複数の部分に分割されて適用されるようにすることもできる。
【符号の説明】
【００７６】
１００・・・車両位置計算装置。
１・・・演算処理装置、２・・・車速センサ、３・・・ジャイロセンサ、
４・・・ＧＰＳ受信装置、５・・・通信装置、
２１・・・ＣＰＵ、２２・・・ＲＡＭ、２３・・・ＲＯＭ、２４・・・Ｉ／Ｆ、
２５・・・バス、
２０１・・・全体制御部、２０２・・・信号格納部、２０３・・・位置計算部、
２０４・・・自律航法位置算出部、２０５・・・誤差算出部、
２０６・・・方位誤差格納部、２０７・・・方位誤差格納部、
２０８・・・出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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