(57)【要約】【課題】マルチパスの影響を考慮して、信頼性が低い衛星航法による測位結果を採用することを原因とした自車位置のミスマッチングを簡便かつ有効に抑制することができる「自車位置決定装置」を提供すること。【解決手段】複数の衛星航法手段２のそれぞれの測位結果を継続的に監視しつつ、これらの所定のずれ量が閾値を超えたか否かを所定の判定時機ごとに判定する判定手段２と、これによって肯定的な判定結果が得られた場合には、複数の衛星航法手段２の測位結果を用いずに、自律航法手段２の測位結果のみを用いて自車位置を決定し、判定手段２によって否定的な判定結果が得られた場合には、複数の衛星航法手段２の測位結果を用いて自車位置を決定すること。【選択図】図１
2012168034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の衛星測位システムを用いて自車位置を決定可能とされた自車位置決定装置であって、
前記複数の衛星測位システムにそれぞれ対応する複数種類の測位衛星から送信された前記各衛星測位システムごとの測位信号をそれぞれ受信する受信手段と、
この受信手段によって受信された前記各衛星測位システムごとの測位信号に基づく前記各衛星測位システムごとの衛星航法によって、前記各衛星測位システムごとの自車位置をそれぞれ測位する複数の衛星航法手段と、
自律航法によって自車位置を測位する自律航法手段と、
前記複数の衛星航法手段のそれぞれの測位結果を継続的に監視しつつ、これら各測位結果同士の所定のずれ量が閾値を超えたか否かを所定の判定時機ごとに判定する判定手段と、
この判定手段によって肯定的な判定結果が得られた場合には、前記複数の衛星航法手段の測位結果を用いずに、前記自律航法手段の測位結果のみを用いて自車位置を決定し、
前記判定手段によって否定的な判定結果が得られた場合には、前記複数の衛星航法手段の測位結果を用いて自車位置を決定すること
を特徴とする自車位置決定装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記複数の衛星航法手段のそれぞれの測位結果に基づいて各衛星航法手段ごとの測位軌跡を取得し、取得した前記各衛星航法手段ごとの測位軌跡同士の長さの差を前記所定のずれ量とすること
を特徴とする請求項１に記載の自車位置決定装置。
【請求項３】
前記複数の衛星測位システムは、ＧＰＳおよびガリレオを含むこと
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の自車位置決定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車位置決定装置に係り、特に、複数の衛星測位システムを利用可能とされた自車位置の決定に好適な自車位置決定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車載用ナビゲーション装置においては、測位衛星から電波送信された測位信号を受信機によって受信し、受信した測位信号に基づいて自車位置を絶対座標として測位する衛星航法を行うための衛星測位システムとして、ＧＰＳ（Global Positioning System）が採用されていた。
【０００３】
また、最近では、欧州で開発された衛星測位システムであるガリレオ（Galileo）の運用開始が予定されており、これに対応して、ＧＰＳおよびガリレオを併用可能な受信機の開発が進められている現状にある。
【０００４】
このような受信機によれば、高層ビル街や山間部等のＧＰＳだけでは自車位置の測位が困難な場所においても、捕捉衛星数が増えることによって測位が可能となることが期待される。
【０００５】
この種のＧＰＳ／ガリレオ併用受信機に関する技術としては、これまでにも、例えば、特許文献１に記載の技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２０７８８８号公報
【特許文献２】特開平４−１２０４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来から、自車の走行場所によっては、ＧＰＳ受信機により、ＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号が直接受信される以外にも、ＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号が高層ビル等によって反射された後に受信される場合があり、このような場合には、いわゆるマルチパス誤差と称される測位精度を劣化させる現象が生じていた。
【０００８】
しかし、従来は、このようなマルチパス誤差が生じているか否かを正確に判断することが困難であったため、本来の自車位置とは異なる位置に自車位置がミスマッチングされてしまうといった問題が生じていた。
【０００９】
このような問題は、ＧＰＳ／ガリレオ併用受信機を用いる場合においても同様に生じ得ることが懸念されていた。
【００１０】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、マルチパスの影響を考慮して、信頼性が低い衛星航法による測位結果を採用することを原因とした自車位置のミスマッチングを簡便かつ有効に抑制することができ、ひいては自車位置精度を向上させることができる自車位置決定装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するため、本発明に係る自車位置決定装置は、複数の衛星測位システムを用いて自車位置を決定可能とされた自車位置決定装置であって、前記複数の衛星測位システムにそれぞれ対応する複数種類の測位衛星から送信された前記各衛星測位システムごとの測位信号をそれぞれ受信する受信手段と、この受信手段によって受信された前記各衛星測位システムごとの測位信号に基づく前記各衛星測位システムごとの衛星航法によって、前記各衛星測位システムごとの自車位置をそれぞれ測位する複数の衛星航法手段と、自律航法によって自車位置を測位する自律航法手段と、前記複数の衛星航法手段のそれぞれの測位結果を継続的に監視しつつ、これら各測位結果同士の所定のずれ量が閾値を超えたか否かを所定の判定時機ごとに判定する判定手段と、この判定手段によって肯定的な判定結果が得られた場合には、前記複数の衛星航法手段の測位結果を用いずに、前記自律航法手段の測位結果のみを用いて自車位置を決定し、前記判定手段によって否定的な判定結果が得られた場合には、前記複数の衛星航法手段の測位結果を用いて自車位置を決定することを特徴としている。
【００１２】
そして、このような構成によれば、複数の衛星航法手段の測位結果同士の所定のずれ量が閾値を超えた場合には、少なくとも１つの衛星測位システムにマルチパス誤差が生じているとみなして、いずれの衛星測位システムの衛星航法による測位結果も用いずに、自律航法による測位結果のみを用いて自車位置を決定し、一方、当該ずれ量が当該閾値以下の場合には、マルチパス誤差が生じていないとみなして、各衛星測位システムごとの衛星航法による測位結果を用いて自車位置を決定することができるので、マルチパスの影響を考慮して、信頼性が低い衛星航法による測位結果を採用することを原因とした自車位置のミスマッチングを簡便かつ有効に抑制することができる。
【００１３】
また、前記判定手段は、前記複数の衛星航法手段のそれぞれの測位結果に基づいて各衛星航法手段ごとの測位軌跡を取得し、取得した前記各衛星航法手段ごとの測位軌跡同士の長さの差を前記所定のずれ量としてもよい。
【００１４】
そして、このような構成によれば、各衛星航法手段ごとの測位軌跡同士の長さの差を所定のずれ量として用いることによって、各衛星航法手段ごとの測位結果同士の一時的な座標のずれを所定のずれ量として用いる場合に比べて、マルチパス誤差が生じていることの確度がより高まった上で自律航法のみによる自車位置の決定に移行することができる。
【００１５】
さらに、前記複数の衛星測位システムは、ＧＰＳおよびガリレオを含んでもよい。
【００１６】
そして、このような構成によれば、マルチパス誤差が生じている場合にＧＰＳおよびガリレオの測位結果を採用することによる自車位置のミスマッチングを簡便かつ有効に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、マルチパスの影響を考慮して、信頼性が低い衛星航法による測位結果を採用することを原因とした自車位置のミスマッチングを簡便かつ有効に抑制することができ、ひいては、自車位置精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る自車位置決定装置の実施形態を示すブロック図
【図２】本発明に係る自車位置決定装置の実施形態において、動作例を示す模式図
【図３】本発明に係る自車位置決定装置の実施形態を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る自車位置決定装置の実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態における自車位置決定装置１は、ＣＰＵ２と、このＣＰＵ２にそれぞれ接続されたＧＰＳ／ガリレオ併用受信機３、自律航法センサ４、ＲＯＭ５、ＲＡＭ６、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）７およびディスプレイ８とを有している。
【００２１】
ここで、ＧＰＳ／ガリレオ併用受信機３は、ＧＰＳに対応する受信手段としての機能と、ガリレオに対応する受信手段としての機能とを併有している。すなわち、ＧＰＳ／ガリレオ併用受信機３は、複数機のＧＰＳ衛星から電波に乗せて送信されたＧＰＳ用の測位信号としてのＧＰＳ信号をアンテナを介して受信し、受信したＧＰＳ信号をＣＰＵ２に出力するようになっている。また、このようなＧＰＳ信号の受信の際に、ＧＰＳ／ガリレオ併用受信機３は、複数機のガリレオ衛星から電波に乗せて送信されたガリレオ用の測位信号としてのガリレオ信号を受信し、受信したガリレオ信号をＣＰＵ２に出力するようになっている。なお、ＧＰＳ信号の受信周期と、ガリレオ信号の受信周期とは同期されていてもよい。
【００２２】
また、ＣＰＵ２は、ＧＰＳ用の衛星航法手段としての機能と、ガリレオ用の衛星航法手段としての機能とを併有している。すなわち、ＣＰＵ２は、ＧＰＳ／ガリレオ併用受信機３から出力された各ＧＰＳ衛星ごとのＧＰＳ信号に基づいて、自車位置を絶対座標として測位するＧＰＳ衛星航法を、ＧＰＳ信号の受信周期ごとに継続的に行うようになっている。さらに、このとき、ＣＰＵ２は、ＧＰＳ／ガリレオ併用受信機３から出力された各ガリレオ衛星ごとのガリレオ信号に基づいて、自車位置を絶対座標として測位するガリレオ衛星航法を、ガリレオ信号の受信周期ごとに継続的に行うようになっている。なお、ＧＰＳ衛星航法の測位周期と、ガリレオ衛星航法の測位周期とは、互いに同期させてもよい。また、ＧＰＳ／ガリレオ併用受信機３は、例えば、特許文献１に示すように、ミキサ部、局部発振器、ＩＦアンプ部およびＩＦフィルタ部等からなる受信処理系を、ＧＰＳおよびガリレオに同時に対応し得るように２系統備えたものであってもよい。
【００２３】
さらに、自律航法センサ４は、自車の加速度、車速および自車方位等を検出し、検出結果をＣＰＵ２に出力するようになっている。この自律航法センサ４は、ジャイロセンサや車速センサ（車速パルス）等からなるものであってもよい。
【００２４】
さらにまた、ＣＰＵ２は、自律航法手段として機能し、自律航法センサ４から出力された検出結果に基づいて、自車位置を前回の測定位置からの変化分である相対位置として測位する自律航法を継続的に行うようになっている。
【００２５】
そして、ＣＰＵ２は、ＧＰＳ衛星航法、ガリレオ衛星航法および自律航法を適宜組み合わせたハイブリッド航法によって、自車位置を決定するようになっている。このハイブリッド航法においては、例えば、ある時刻における自車位置を、その時刻にＧＰＳ衛星航法、ガリレオ衛星航法および自律航法によって測位された各位置の重心点座標として決定してもよい。あるいは、自車位置決定装置１の起動直後においては、ＧＰＳ衛星航法およびガリレオ衛星航法による測位位置の中点座標を自車位置と決定し、その後は、自車の進行に応じた自律航法によって測位された位置を自車位置と決定し、この自律航法の過程で、所定の時機（例えば、走行距離）ごとにＧＰＳ衛星航法およびガリレオ衛星航法による測位結果を用いて自律航法による測位結果を修正するようにしてもよい。この他にも、ハイブリッド航法には、コンセプトに応じた種々の態様を採用することができる。
【００２６】
また、ＣＰＵ２は、このようなハイブリッド航法によって決定された自車位置を、地図データにおける該当する道路上の位置に補正（マッチング）するマップマッチング処理を行うようになっている。ここで、ハードディスクドライブ７には、地図データが格納されており、ＣＰＵ２は、この地図データを用いることによってマップマッチング処理を行うようになっている。そして、ＣＰＵ２は、マップマッチング処理が適正に行われた場合には、マップマッチング処理後の自車位置を最終的な決定位置とするようになっている。
【００２７】
そして、ＣＰＵ２は、このようにして決定した自車位置を、地図上の自車位置マークとしてディスプレイ８に表示するようになっている。
【００２８】
なお、ＲＯＭ５には、ＣＰＵ２の機能を実現させるためのＣＰＵ２の実行プログラムやデータが格納されている。また、ＲＡＭ６には、ＣＰＵ２の処理結果が一時的に保存されるようになっている。
【００２９】
ところで、ＧＰＳとガリレオとでは、衛星の軌道が互いに異なるため、同時刻における両者の衛星配置も同一にはならない。したがって、例えば、同一の高層ビルに対する衛星の位置および向きの関係も、ＧＰＳとガリレオとでは異なり、これにともなって、当該高層ビルによる測位信号の反射のされ方（すなわち、マルチパスの影響）も、ＧＰＳとガリレオとで異なると考えられる。このようなことから、自車が高層ビル街等のマルチパスの影響を強く受ける場所を走行している場合には、ＧＰＳ衛星航法による測位結果と、ガリレオ衛星航法による測位結果との間に大きなずれが生じると考えることができる。
【００３０】
そこで、本実施形態においては、このような点に着目して、自車位置を決定する際に、マルチパス誤差の有無に適正に対応した衛星航法による測位結果の採否を選択するための手段が講じられている。
【００３１】
すなわち、本実施形態において、ＣＰＵ２は、判定手段としての機能を有している。具体的には、ＣＰＵ２は、ＧＰＳ衛星航法による測位結果と、ガリレオ衛星航法による測位結果とを、測位周期ごとに継続的に監視し、この過程で、両衛星航法による測位結果同士の所定のずれ量が閾値を超えたか否かを、所定の判定時機ごとに判定するようになっている。
【００３２】
ここで、ＣＰＵ２は、一連の所定測位回数分のＧＰＳ衛星航法による測位結果に基づいてＧＰＳ衛星航法の測位軌跡を取得するとともに、当該一連の所定測位回数分のＧＰＳ衛星航法と同一時間帯の一連の所定測位回数分のガリレオ衛星航法による測位結果に基づいてガリレオ衛星航法の測位軌跡を取得し、取得した両測位軌跡同士の長さの差を、所定のずれ量として前記判定に用いてもよい。なお、この場合における測位軌跡の長さは、道程に換算して扱ってもよい。また、この場合における前記判定の判定時機としては、新たな測位軌跡が取得された時点（すなわち、所定測位回数分の時間の経過）を用いることができる。さらに、この場合における閾値の単位は、距離（例えば、メートル）であってもよい。さらにまた、閾値としては、例えば、５０ｍ等のコンセプトに応じた好適な値を設定することができる。
【００３３】
また、この他にも、所定のずれ量としては、同時刻もしくは最も近い時刻におけるＧＰＳ衛星航法による測位座標とガリレオ衛星航法による測位座標との座標のずれを用いてもよい。この場合には、座標のずれは、両座標間の距離として扱ってもよい。この場合における前記判定の判定時機は、単位測位周期の経過であってもよい。
【００３４】
そして、このような判定によって肯定的な判定結果が得られた場合には、ＧＰＳおよびガリレオのうちの少なくとも一方にマルチパス誤差が生じているとみなすことができる。そこで、ＣＰＵ２は、前記判定によって肯定的な判定結果が得られた場合には、これ以後、次の判定時機までの間は、ＧＰＳ衛星航法による測位結果およびガリレオ衛星航法による測位結果のいずれも用いずに、自律航法による測位結果のみを用いて自車位置を決定するようになっている。すなわち、この場合には、自律航法による測位結果そのものが、マップマッチング処理に用いられることになる。
【００３５】
一方、前記判定によって否定的な判定結果が得られた場合には、マルチパス誤差が生じていないとみなすことができる。そこで、ＣＰＵ２は、前記判定によって否定的な判定結果が得られた場合には、これ以後、次の判定時機までの間は、ＧＰＳ衛星航法による測位結果およびガリレオ衛星航法による測位結果を用いて自車位置を決定するようになっている。このとき、更に、自律航法による測位結果を加味してもよいことは勿論である。
【００３６】
このような構成によれば、マルチパス誤差の有無を所定のずれ量によって簡便かつ正確に判断した上で、判断結果に基づいたＧＰＳ／ガリレオ衛星航法による測位結果の採否を選択することができるので、信頼性が低い衛星航法を採用することによるミスマッチングを未然に回避することができる。その一方で、当該ずれ量が小さい場合には、そのことをマルチパス誤差が生じていないことの有力な根拠とすることができるので、ＧＰＳおよびガリレオの双方を駆使した信頼性が高い衛星航法を行うことができる。
【００３７】
ここで、図２は、本実施形態の動作例を模式的に示したものである。
【００３８】
図２には、自車の実際の走行路と、この走行路を自車が走行する際に得られたＧＰＳ衛星航法による測位周期ごとの測位結果（黒丸印プロット）およびガリレオ衛星航法による測位周期ごとの測位結果（バツ印プロット）とが示されている。なお、図２において、ＧＰＳ衛星航法の測位周期とガリレオ衛星航法の測位周期とは、互いに同期されている。
【００３９】
図２に示すように、本実施形態においては、ＧＰＳ衛星航法による測位結果とガリレオ衛星航法による測位結果とのずれが小さい区間においては、ＧＰＳ衛星航法による測位結果およびガリレオ衛星航法による測位結果を用いたマップマッチングが行われることになる。一方、ＧＰＳ衛星航法による測位結果とガリレオ衛星航法による測位結果とのずれが大きい区間においては、ＧＰＳ衛星航法による測位結果およびガリレオ衛星航法による測位結果は用いられず、自律航法による測位結果のみを用いたマップマッチングが行われることになる。
【００４０】
次に、本実施形態の作用について、図３を参照して説明する。
【００４１】
本実施形態においては、まず、図３のステップ１（ＳＴ１）において、ＣＰＵ２により、ＧＰＳ／ガリレオ併用受信機３の受信結果に基づいて、ＧＰＳ衛星航法およびガリレオ衛星航法を開始する。また、このとき、ＣＰＵ２により、ＧＰＳ／ガリレオ衛星航法による自車の絶対座標の測位を待った上で、測位された絶対座標を初期位置として、自律航法センサ４の決定結果に基づいた自律航法を開始する。
【００４２】
次いで、ステップ２（ＳＴ２）において、ＣＰＵ２により、ＧＰＳ衛星航法による測位結果およびガリレオ衛星航法による測位結果の監視を開始する。
【００４３】
次いで、ステップ３（ＳＴ３）において、ＣＰＵ２により、ＧＰＳ衛星航法による測位結果とガリレオ衛星航法による測位結果との前記ずれ量に対する判定を行うべき判定時機となったか否かを判定する。そして、ステップ３（ＳＴ３）において肯定的な判定結果が得られた場合には、ステップ４（ＳＴ４）に進み、否定的な判定結果が得られた場合には、ステップ３（ＳＴ３）を繰り返す。
【００４４】
次いで、ステップ４（ＳＴ４）において、ＣＰＵ２により、前記ずれ量が前記閾値を超えたか否かを判定する。そして、ステップ４（ＳＴ４）において肯定的な判定結果が得られた場合には、ステップ５（ＳＴ５）に進み、否定的な判定結果が得られた場合には、ステップ６（ＳＴ６）に進む。
【００４５】
ここで、ステップ５（ＳＴ５）に進んだ場合には、このステップ５（ＳＴ５）において、ＣＰＵ２により、ＧＰＳ衛星航法による測位結果およびガリレオ衛星航法による測位結果を用いずに、自律航法による測位結果のみを用いて自車位置を決定する。
【００４６】
一方、ステップ６（ＳＴ６）に進んだ場合には、このステップ６（ＳＴ６）において、ＣＰＵ２により、ＧＰＳ衛星航法による測位結果およびガリレオ衛星航法による測位結果を用いて自車位置を決定する。
【００４７】
ステップ５（ＳＴ５）およびステップ６（ＳＴ６）の後には、自車位置決定装置１が駆動状態である限りステップ３（ＳＴ３）以降の処理を繰り返す。
【００４８】
以上述べたように、本実施形態によれば、マルチパスの影響を考慮して、信頼性が低いＧＰＳ／ガリレオ衛星航法による測位結果を採用することを原因とした自車位置のミスマッチングを簡便かつ有効に抑制することができる。
【００４９】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。
【００５０】
例えば、本発明は、ＧＰＳおよびガリレオ以外の衛星測位システムに適用してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１  自車位置決定装置
２  ＣＰＵ
３  ＧＰＳ／ガリレオ併用受信機
【図１】
2012168034.tif 000003
【図２】
2012168034.tif 000004
【図３】
2012168034.tif 000005