(57)【要約】  第１の無線通信手段２０に設けられた無線送信部２４から車両の無線受信部４３に第１の位置情報および第１の時刻の情報が送信されると共に、第２の無線通信手段３０に設けられた無線送信部３４から前記無線受信部４３に第２の位置情報および第２の時刻の情報が送信される。車両の無線受信部４３が各情報を受信し、位置特定処理部４４において、前記受信した各情報に基づいて当該車両の位置を特定する。これにより、ＧＮＳＳの衛星からの信号が受信できない場合であっても、車両の位置を高い精度で特定することが可能になる。
2020161886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に配置された第１の無線通信手段と、構造物に配置された第２の無線通信手段とを用いて移動体の位置を特定する移動体の位置特定システムであって、
前記第１の無線通信手段は、該第１の無線通信手段が配置された位置に関する情報である第１の位置情報が、前記第２の無線通信手段は、該第２の無線通信手段が配置された位置に関する情報である第２の位置情報が、それぞれ関連付けられており、
前記第１の無線通信手段は第１の時刻を特定する第１の時刻特定手段を、前記第２の無線通信手段は第２の時刻を特定する第２の時刻特定手段を、それぞれ有しており、
前記第１の無線通信手段は、前記第１の位置情報と前記第１の時刻とを送信する第１の無線送信部を、前記第２の無線通信手段は、前記第２の位置情報と前記第２の時刻とを送信する第２の無線送信部を、それぞれ有しており、
前記移動体は、送信された前記第１の位置情報と前記第１の時刻と前記第２の位置情報と前記第２の時刻とを受信する無線受信部と、受信した前記第１の位置情報と前記第１の時刻と前記第２の位置情報と前記第２の時刻とに基づいて前記移動体の位置を特定する位置特定処理部を有することを特徴とする移動体の位置特定システム。
【請求項２】
請求項１に記載の移動体の位置特定システムにおいて、
前記位置特定処理部は、前記移動体が認識している現在時刻と前記第１の時刻との差である第１時刻差によって算出される前記第１の無線通信手段から前記移動体までの距離と、前記移動体が認識している現在時刻と前記第２の時刻との差である第２時刻差によって算出される前記第２の無線通信手段から前記移動体までの距離とによって、前記移動体が走行する道路上の位置を移動体の位置として特定することを特徴とする移動体の位置特定システム。
【請求項３】
請求項２に記載の移動体の位置特定システムにおいて、
前記第１の時刻特定手段は、ＧＮＳＳの衛星からの情報に含まれる時刻の情報に基づいて前記第１の時刻を特定し、前記第２の時刻特定手段は、ＧＮＳＳの衛星からの情報に含まれる時刻の情報に基づいて前記第２の時刻を特定し、
前記移動体は、ＧＮＳＳの衛星からの情報に含まれる時刻の情報に基づいて現在時刻を認識することを特徴とする移動体の位置特定システム。
【請求項４】
請求項１に記載の移動体の位置特定システムにおいて、
前記第１の時刻は、前記第１の無線通信手段における信号処理にかかる時間および伝送路を通過する時間を含む遅延時間によって補正されたものであり、前記第２の時刻は、前記第２の無線通信手段における信号処理にかかる時間および伝送路を通過する時間を含む遅延時間によって補正されたものであることを特徴とする移動体の位置特定システム。
【請求項５】
請求項１に記載の移動体の位置特定システムにおいて、
前記移動体は、ＧＮＳＳの複数の衛星からの衛星位置情報を含む情報が受信可能なＧＮＳＳ信号受信部を有しており、
前記位置特定処理部は、前記ＧＮＳＳ信号受信部がＧＮＳＳの複数の衛星の衛星位置情報が受信できない場合には、前記無線受信部が受信した前記第１の位置情報と前記第１の時刻と前記第２の位置情報と前記第２の時刻に基づいて当該移動体の位置を特定することを特徴とする移動体の位置特定システム。
【請求項６】
請求項１に記載の移動体の位置特定システムにおいて、
前記構造物は地面に定着された建築物であって、
前記第１の無線通信手段および前記第２の無線通信手段は、前記建築物のうち前記移動体が走行する道路側に位置していることを特徴とする移動体の位置特定システム。
【請求項７】
請求項１に記載の移動体の位置特定システムにおいて、
前記第１の無線通信手段は、ＧＮＳＳの複数の衛星からの衛星位置情報を含む情報を受信することによって当該第１の無線通信手段の位置の情報である前記第１の位置情報を特定する第１の無線通信手段情報特定部を有しており、
前記第２の無線通信手段は、ＧＮＳＳの複数の衛星からの衛星位置情報を含む情報を受信することによって当該第２の無線通信手段の位置の情報である前記第２の位置情報を特定する第２の無線通信手段情報特定部を有していることを特徴とする移動体の位置特定システム。
【請求項８】
請求項１に記載の移動体の位置特定システムにおいて、
前記第１の無線通信手段は、前記第１の無線送信部によって前記移動体の前記無線受信部に送信する前記第１の位置情報を記憶した第１の記憶部を、前記第２の無線通信手段は、前記第２の無線送信部によって前記移動体の前記無線受信部に送信する前記第２の位置情報を記憶した第２の記憶部をそれぞれ有していることを特徴とする移動体の位置特定システム。
【請求項９】
請求項１に記載の移動体の位置特定システムにおいて、
前記移動体は、前記第１の位置情報を前記第１の無線通信手段から受信し前記第２の位置情報を前記第２の無線通信手段から受信するのに代えて、これら第１の位置情報および第２の位置情報を無線通信によって、前記第１の無線通信手段と前記第２の無線通信手段とは異なる位置情報取得装置から受信することを特徴とする移動体の位置特定システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の移動体の位置特定システムにおいて、
前記移動体は、前記第１の位置情報を前記第１の無線通信手段から受信し前記第２の位置情報を前記第２の無線通信手段から受信するのに代えて、前記第１の無線通信手段の位置情報と前記第２の無線通信手段の位置情報とを記憶した記憶部を有し、前記第１の無線通信手段から該第１の無線通信手段のＩＤ情報を受信することによって前記記憶部から前記第１の無線通信手段の位置情報を読み出して前記第１の無線通信手段の位置を特定し、前記第２の無線通信手段から該第２の無線通信手段のＩＤ情報を受信することによって前記記憶部から前記第２の無線通信手段の位置情報を読み出して前記第２の無線通信手段の位置を特定することを特徴とする移動体の位置特定システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の移動体の位置特定システムにおいて、
前記移動体は、該移動体が認識している現在時刻の時刻情報を発信するようになっており、
前記第１の無線通信手段は、前記移動体から前記時刻情報を受信した場合に、該時刻情報と共に前記第１の位置情報を前記移動体に返信し、前記第２の無線通信手段は、前記移動体から前記時刻情報を受信した場合に、該時刻情報と共に前記第２の位置情報を前記移動体に返信し、
前記移動体は、前記第１の無線通信手段に前記時刻情報を発信してから該時刻情報を受信するまでの時間によって前記第１の無線通信手段までの距離を算出し、前記第２の無線通信手段に前記時刻情報を発信してから該時刻情報を受信するまでの時間によって前記第２の無線通信手段までの距離を算出することを特徴とする移動体の位置特定システム。
【請求項１２】
構造物に配置された第１の無線通信手段と、構造物に配置された第２の無線通信手段とを用いて移動体の位置を特定する位置特定システムに使用される移動体であって、
前記第１の無線通信手段は、該第１の無線通信手段が配置された位置に関する情報である第１の位置情報が、前記第２の無線通信手段は、該第２の無線通信手段が配置された位置に関する情報である第２の位置情報が、それぞれ関連付けられており、
前記第１の無線通信手段は第１の時刻を特定する第１の時刻特定手段を、前記第２の無線通信手段は第２の時刻を特定する第２の時刻特定手段を、それぞれ有しており、
前記第１の無線通信手段は、前記第１の位置情報と前記第１の時刻とを送信する第１の無線送信部を、前記第２の無線通信手段は、前記第２の位置情報と前記第２の時刻とを送信する第２の無線送信部を、それぞれ有していて、
前記第１の無線送信部から送信された前記第１の位置情報と前記第１の時刻と、前記第２の無線送信部から送信された前記第２の位置情報と前記第２の時刻とを受信する無線受信部と、これら受信した前記第１の位置情報と前記第１の時刻と前記第２の位置情報と前記第２の時刻とに基づいて自身の位置を特定する位置特定処理部とを有することを特徴とする移動体。
【請求項１３】
請求項１２に記載の移動体において、
当該移動体は車両であって、前記位置特定処理部によって特定された位置に基づいて自動運転を行う構成とされていることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両等の移動体の位置を特定するシステムおよび該システムに使用される移動体に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の自動運転やカーナビゲーションシステム等に供される情報としての車両の位置情報を取得する位置特定システムが提案されている。【０００３】
特許文献１は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System；全世界航法衛星システム）の衛星の軌道、および、ＧＮＳＳの衛星の擬似距離である第１の修正擬似距離に基づいて、自車両の位置および受信機時計を算出し、マルチパスの影響が小さい複数の衛星の位置と自車両の位置との２点間距離と、前記第１の修正擬似距離との差異である未知誤差の平均から擬似距離の受信機時計バイアス誤差を求め、この受信機時計バイアス誤差を用いて第１の修正擬似距離を修正することで得られる第２の修正擬似距離によって自車両の位置を再計算することを開示している。【０００４】
また、特許文献２は、ＧＮＳＳの衛星からの信号を受信できない地下空間等においてＩＭＥＳメッセージを受信した場合に、ＩＭＥＳメッセージからマーカの座標値を取得し、カメラによる撮影画像を用いて車両とマーカとの間の相対位置および相対角度を取得し、車両の絶対座標値および進行方位を演算することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開２０１７／１５４１３１号
【特許文献２】特開２０１８−１０９８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１が開示している位置特定システムにあっては、ＧＮＳＳの各衛星からの信号（例えばＧＰＳ信号）や第１の修正擬似距離信号が受信できない場合には、第２の修正擬似距離の算出が行えない。このため、この技術にあっては、ＧＮＳＳの各衛星からの信号が受信できない場合には車両の位置を特定することが困難になり、また、そのことを解決する手段については考慮されていない。【０００７】
また、特許文献２が開示している位置特定システムにあっては、マーカ周辺に外乱が存在していたり、マーカが他の物体によって覆われている場合には、カメラによるマーカの撮影が行えず、この場合にも車両の位置を特定することが困難になり、また、そのことを解決する手段については考慮されていない。【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ＧＮＳＳの各衛星からの信号を用いて移動体の位置が特定できない場合であっても、移動体の位置を特定することを可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、構造物に配置された第１の無線通信手段と、構造物に配置された第２の無線通信手段とを用いて移動体の位置を特定する移動体の位置特定システムを対象とする。そして、前記第１の無線通信手段は、該第１の無線通信手段が配置された位置に関する情報である第１の位置情報が、前記第２の無線通信手段は、該第２の無線通信手段が配置された位置に関する情報である第２の位置情報が、それぞれ関連付けられている。また、前記第１の無線通信手段は第１の時刻を特定する第１の時刻特定手段を、前記第２の無線通信手段は第２の時刻を特定する第２の時刻特定手段を、それぞれ有している。また、前記第１の無線通信手段は、前記第１の位置情報と前記第１の時刻とを送信する第１の無線送信部を、前記第２の無線通信手段は、前記第２の位置情報と前記第２の時刻とを送信する第２の無線送信部を、それぞれ有している。そして、前記移動体は、送信された前記第１の位置情報と前記第１の時刻と前記第２の位置情報と前記第２の時刻とを受信する無線受信部と、受信した前記第１の位置情報と前記第１の時刻と前記第２の位置情報と前記第２の時刻とに基づいて前記移動体の位置を特定する位置特定処理部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＧＮＳＳの各衛星からの信号を用いて移動体の位置が特定できない場合であっても、移動体の位置を特定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る位置特定システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】ＧＮＳＳの各衛星からの信号を車両が受信している状態の一例を示す図である。
【図３】各ビルに配置された各無線通信手段からの信号を車両が受信している状態の一例を示す図である。
【図４】各ビルに配置された各無線通信手段からの信号を車両が受信している状態の一例を示す平面図である。
【図５】第１実施形態に係る位置特定システムにおける位置特定処理動作の手順を示すフローチャート図である。
【図６】第２実施形態に係る位置特定システムの概略構成を示すブロック図である。
【図７】第２実施形態に係る位置特定システムにおける位置特定処理動作の手順を示すフローチャート図である。
【図８】各ビルに配置された各無線通信手段からの信号を車両が受信している状態の他の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車両の自動運転等に供される情報としての車両の位置情報を取得する位置特定システムに本発明を適用した場合について説明する。
【００１３】
各実施形態について説明する前に、本発明に係る位置特定システムの動作の概要について説明する。この位置特定システムは、ＧＮＳＳの複数の衛星が送信する情報（ＧＮＳＳの各衛星の位置情報や時刻情報等）を車両が取得し、この情報に基づいて車両（自車両）の位置を特定する第１の位置特定処理動作と、地面に定着された構造物（ビル等）に配置された複数の無線通信手段が送信した情報（各無線通信手段の位置情報や時刻情報等）を車両が取得し、この情報に基づいて車両（自車両）の位置を特定する第２の位置特定処理動作とを切り替えるようになっている。
【００１４】
以下、このように位置特定処理動作が切り替え可能な位置特定システムについての複数の実施形態を説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
−位置特定システムの概略構成−
図１は、本実施形態に係る位置特定システムの概略構成を示すブロック図である。
【００１６】
この図１に示すように、位置特定システムは、ＧＮＳＳの複数の衛星１０，１０，…、第１の無線通信手段２０、第２の無線通信手段３０、車両に搭載された位置特定ユニット４０を含んだ構成となっている。
【００１７】
＜ＧＮＳＳの衛星＞
ＧＮＳＳの各衛星（以下、単に衛星という場合もある）１０，１０，…の構成は互いに同一である。ここでは一つの衛星１０を代表して説明する。
【００１８】
衛星１０は、時刻特定部１１およびＧＮＳＳ信号送信部１２を有する。なお、この衛星１０としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）、Galileo、Glonass等の衛星が挙げられる。
【００１９】
この衛星１０は、ＧＮＳＳ信号送信部１２によって航法メッセージ（衛星信号）を地球に向けて常時放送（電波送信）している。この航法メッセージには、対応する衛星１０に関する衛星軌道情報（エフェメリスやアルマナック）、時刻特定部１１によって特定した時刻の補正値、電離層の補正係数が含まれる。航法メッセージは、Ｃ／Ａコードにより拡散され、Ｌ１帯の搬送波に載せられて、地球に向けて常時放送されている。また、航法メッセージは、Ｐコード（Precision Code）により拡散され、Ｌ２帯の搬送波に載せられて、地球に向けて常時放送されている。また、前記時刻特定部１１は、原子時計によって現在時刻を特定しており、この時刻が前記航法メッセージに含まれる。このため、この常時放送されている時刻は高い精度を有するものとなっている。
【００２０】
Ｌ１帯の搬送波は、Ｃ／Ａコードで変調されたｓｉｎ波とＰコードで変調されたｃｏｓ波との合成波であり、直交変調されている。また、Ｌ２帯の搬送波は、Ｐコードで変調されたｃｏｓ波であり、直交変調されている。Ｃ／ＡコードおよびＰコードは、擬似雑音（Pseudo Noise）符号であり、−１と１とが不規則に周期的に並ぶ符号列である。
【００２１】
なお、現在、数十個の衛星１０，１０，…が高度約２万ｋｍの上空で地球の周囲を周回しており、例えば５５度ずつ傾いた６つの地球周回軌道面があり、各々の軌道面に４個以上の衛星１０，１０，…が均等に配置してある。従って、天空が開けている場所（高層建築物等が存在していない場所）であれば、常時、少なくとも４個以上の衛星１０，１０，…が観測可能（衛星１０，１０，…からの衛星信号が受信可能）である。
【００２２】
図２は各衛星１０，１０，…からの信号を車両Ｖが受信している状態の一例を示す図である。この図２では、道路Ｒの両側に比較的高さの低いビルＢ，Ｂ，…が並んでいることにより、各衛星１０，１０，…からの信号を車両Ｖが確実に受信する状況となっている。
【００２３】
＜第１の無線通信手段＞
第１の無線通信手段２０は、図３に示すようにビル（地面に定着された構造物）Ｂ１の窓や壁面等にアンテナを固定した無線発信器である。この図３はビルＢ１に配置された第１の無線通信手段２０からの信号を車両Ｖが受信している状態の一例を示す図である。また、この図３は、ビルＢ２に配置された後述する第２の無線通信手段３０からの信号を車両Ｖが受信している状態の一例も示している。なお、この図３では２つのビルＢ１，Ｂ２のみに無線通信手段２０，３０を配置した場合を示しているが、道路Ｒに沿って高層建築物（ビル）が並ぶエリアにあっては、所定距離毎のビルそれぞれに無線通信手段を配置することになる。本実施形態では、技術の理解を容易にするために、高層建築物が並ぶエリアが比較的狭く、２つのビルＢ１，Ｂ２のみに無線通信手段２０，３０を配置した場合について説明する。
【００２４】
図１に示すように、第１の無線通信手段２０は、無線通信手段情報特定部（第１の無線通信手段情報特定部）２１、記憶部（第１の記憶部）２２、処理部２３、無線送信部（第１の無線送信部）２４を備えている。
【００２５】
無線通信手段情報特定部２１は、第１の無線通信手段２０の情報（位置情報や時刻情報等）を特定する部分である。このため、この無線通信手段情報特定部２１は時刻特定手段（第１の時刻特定手段）ということもできる。この情報の特定動作としては、前記複数の衛星１０，１０，…からの信号を受信することで第１の無線通信手段２０の位置情報（緯度、経度、標高）および現在時刻を算出する。また、この衛星１０，１０，…からの信号を受信するための手段としては、第１の無線通信手段２０に受信アンテナ（衛星１０，１０，…からの信号を受信するアンテナ）を内蔵させてもよいし、ビルＢ１の屋上に設置した受信アンテナ（衛星１０，１０，…からの信号を受信するアンテナ）から有線または無線で情報の受信（無線通信手段情報特定部２１による受信）が可能な構成となっていてもよい。なお、前記現在時刻は前記衛星１０，１０，…からの信号を受信するアンテナで受信した後、前記第１の無線通信手段２０の送信アンテナから送信されるまでにかかる遅延時間（信号処理にかかる時間や電線等の伝送路を通過する時間などの総量）を補正して使用するものとする。補正する部位は前記第１の無線通信手段２０内のどの機能ブロックで行ってもよい。すなわち、前記第１の無線通信手段２０から前記第１の無線通信手段２０の位置情報と同時に送信される時刻は補正された時刻である。
【００２６】
前述したように複数の衛星１０，１０，…からの信号を受信することで第１の無線通信手段２０の位置情報および現在時刻を算出するようにしておけば、第１の無線通信手段２０に位置情報を記憶させておく必要が無く、また、現在時刻を計測する手段を設けておく必要が無いため、第１の無線通信手段２０の構成の簡素化を図ることが可能になる。
【００２７】
記憶部２２は、無線通信手段情報特定部２１からの情報（第１の無線通信手段２０の位置情報や時刻情報等）を取得し、その情報を記憶する部分である。なお、第１の無線通信手段２０の配置位置は不動（変動することのない位置情報）であるため、この記憶部２２に予め位置情報（第１の無線通信手段２０の位置情報（緯度、経度、標高））を記憶させるようにしておけば、前述した無線通信手段情報特定部２１による位置情報の取得動作を不要にすることが可能である。
【００２８】
処理部２３は、前記記憶部２２が記憶している各種情報を、無線送信部２４による無線通信が可能なデータに変換処理する部分である。
【００２９】
無線送信部２４は、前記処理部２３が送信したデータ（第１の無線通信手段２０の情報を含むデータ）をビルＢ１が面する道路Ｒに向けて所定範囲に送信する。具体的には道路Ｒを走行する車両Ｖが備えた位置特定ユニット４０に前記データを含む電波が到達する所定範囲に送信するようになっている。この電波が到達する所定範囲としては例えば１００ｍである。この値はこれに限定されるものではなく、第１の無線通信手段２０の配置位置と、後述する第２の無線通信手段３０の配置位置との間隔（道路Ｒの延在方向に沿う方向での間隔）に応じて適宜決定される。言い替えると各無線通信手段２０，３０からの電波が到達する範囲に応じて各無線通信手段２０，３０が配置されるビルＢ１，Ｂ２およびその配置位置は決定される。つまり、所定エリア（高層建築物が並ぶエリア）内の道路Ｒを走行している車両Ｖに少なくとも２つの無線通信手段２０，３０が発信する電波が常に到達している状態となるように決定される。図４は、ビルＢ１に配置された第１の無線通信手段２０からの信号およびビルＢ２に配置された第２の無線通信手段３０からの信号を共に車両Ｖが受信している状態の一例を示す平面図である。
【００３０】
＜第２の無線通信手段＞
第２の無線通信手段３０も、図３に示すようにビル（地面に定着された構造物）Ｂ２の窓や壁面等にアンテナを固定した無線発信器である。この図３に示すものでは、第１の無線通信手段２０が配置されるビルＢ１と第２の無線通信手段３０が配置されるビルＢ２とは互いに異なるビルであるが、同一のビルに第１の無線通信手段２０および第２の無線通信手段３０を共に配置するようにしてもよい。
【００３１】
図１に示すように、第２の無線通信手段３０は、前記第１の無線通信手段２０と同様に、無線通信手段情報特定部（第２の無線通信手段情報特定部）３１、記憶部（第２の記憶部）３２、処理部３３、無線送信部（第２の無線送信部）３４を備えている。
【００３２】
無線通信手段情報特定部３１は、第２の無線通信手段３０の情報（位置情報や時刻情報等）を特定する部分である。このため、この無線通信手段情報特定部３１は時刻特定手段（第２の時刻特定手段）ということもできる。この情報の特定動作は前述した第１の無線通信手段２０の無線通信手段情報特定部２１の場合と同様である。時刻情報の補正に関する処理も前記第１の無線通信手段２０で述べたのと同様に、前記第２の無線通信手段３０の位置情報と同時に送信される時刻は補正された時刻である。
【００３３】
また、この第２の無線通信手段３０にあっても、複数の衛星１０，１０，…からの信号を受信することで第２の無線通信手段３０の位置情報および現在時刻を算出するようにしておけば、第２の無線通信手段３０に位置情報を記憶させておく必要が無く、また、現在時刻を計測する手段を設けておく必要が無いため、第２の無線通信手段３０の構成の簡素化を図ることが可能になる。
【００３４】
記憶部３２は、無線通信手段情報特定部３１からの情報（第２の無線通信手段３０の位置情報や時刻情報等）を取得し、その情報を記憶する部分である。なお、この記憶部３２に、予め位置情報（第２の無線通信手段３０の位置情報（緯度、経度、標高））を記憶させるようにしておけば、無線通信手段情報特定部３１による位置情報の取得動作を不要にすることが可能である。
【００３５】
処理部３３は、前記記憶部３２が記憶している各種情報を、無線送信部３４による無線通信が可能なデータに変換処理する部分である。
【００３６】
無線送信部３４は、前記処理部３３が送信したデータ（第２の無線通信手段３０の情報を含むデータ）をビルＢ２が面する道路Ｒに向けて所定範囲に送信する。具体的には道路Ｒを走行する車両Ｖが備えた位置特定ユニット４０に前記データを含む電波が到達する所定範囲に送信するようになっている。
【００３７】
前述したように、第１の無線通信手段２０および第２の無線通信手段３０の構成は略同一となっているが、それぞれの無線送信部２４，３４から送信されるデータの通信帯域としては互いに異なるものとなっている。または、互いに異なるチャンネルとして設定している。これにより、車両Ｖ側において各無線送信部２４，３４からデータを受信した場合に、各データが、何れの無線通信手段２０，３０が送信したものであるのかを認識できるようになっている。また、データ中に個別のＩＤ情報を格納しておき、同じ帯域または同一チャンネルを使用しても各データが何れの無線通信手段２０，３０からのものであるのかを認識できるようにしておいてもよい。
【００３８】
＜位置特定ユニット＞
位置特定ユニット４０は、車両Ｖに搭載されており、前記衛星１０，１０，…からの信号または各無線通信手段２０，３０からの信号を受信し、その信号に含まれる情報に基づいて自車両の位置を特定するものである。
【００３９】
図１に示すように、位置特定ユニット４０は、ＧＮＳＳ信号受信部４１、時刻特定部４２、無線受信部４３、位置特定処理部４４、記憶部４５を備えている。
【００４０】
ＧＮＳＳ信号受信部４１は、各衛星１０，１０，…のＧＮＳＳ信号送信部１２が送信した前記航法メッセージ（衛星信号）を受信する。つまり、各衛星１０，１０，…それぞれから、その位置情報（衛星位置情報）や時刻情報を受信する。即ち、車両Ｖが前記所定エリア（高層建築物が並ぶエリア）を走行していない状況において、各衛星１０，１０，…それぞれから送信される情報を受信する（図２に示す状態を参照）。
【００４１】
時刻特定部４２は、ＧＮＳＳ信号受信部４１が受信した衛星信号に含まれる情報のうち時刻情報を抽出し、その情報から各衛星１０，１０，…それぞれが情報を発信した時刻を特定する。また、この時刻特定部４２は、抽出した時刻情報から現在の時刻（車両Ｖにおける現在の時刻）も特定する。
【００４２】
無線受信部４３は、第１の無線通信手段２０の無線送信部２４が送信する情報、および、第２の無線通信手段３０の無線送信部３４が送信する情報をそれぞれ受信する。つまり、車両Ｖが前記所定エリア（高層建築物が並ぶエリア）内の道路Ｒを走行している状況において、各無線通信手段２０，３０の無線送信部２４，３４が送信する情報をそれぞれ受信する（図３に示す状態を参照）。
【００４３】
位置特定処理部４４は、時刻特定部４２からの情報および無線受信部４３からの情報をそれぞれ受信可能であり、時刻特定部４２からの情報に、各衛星１０，１０，…それぞれが発信した時刻の情報が含まれている場合（ＧＮＳＳ信号受信部４１が各衛星１０，１０，…からの信号を受信している場合）には、この衛星１０，１０，…からの信号に基づいた車両Ｖの位置特定処理を行う。また、この位置特定処理部４４は、無線受信部４３からの情報（各無線通信手段２０，３０からの情報）を受信した場合には、これら無線通信手段２０，３０からの信号に基づいた車両Ｖの位置特定処理を行うようになっている。
【００４４】
ここで、位置特定処理部４４が行う位置特定の基本原理について説明する。ここでは衛星１０，１０，…からの信号に基づいた車両Ｖの位置特定の基本原理を例に挙げて説明するが、無線通信手段２０，３０からの信号に基づいた車両Ｖの位置特定の基本原理も同様である。
【００４５】
位置特定処理部４４は、複数の衛星１０，１０，…からの電波（衛星信号）を受信することによって、複数の衛星１０，１０，…から位置特定ユニット４０までの距離（擬似距離）をそれぞれ算出し、該擬似距離に基づいて当該位置特定ユニット４０が搭載された車両Ｖの測位を行う。
【００４６】
より具体的には、第１〜第４の４つの衛星１０，１０，…から信号を受信する場合、位置特定ユニット４０の位置座標を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とし、位置特定ユニット４０内の時計（図示せず）の時間誤差をΔＴとする。また、第１の衛星１０の位置座標を（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、観測距離をρ１とする。第２の衛星１０の位置座標を（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、観測距離をρ２とする。第３の衛星１０の位置座標を（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）、観測距離をρ３とする。第４の衛星１０の位置座標を（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４）、観測距離をρ４とする。
【００４７】
各衛星１０，１０，…から発信された信号は、各衛星１０，１０，…それぞれと位置特定ユニット４０との間の距離を電波が伝搬する時間だけ遅れて位置特定ユニット４０のＧＮＳＳ信号受信部４１に到達する。従って、複数の衛星１０，１０，…について電波伝搬に要する時間を求めれば、測位演算によって位置特定ユニット４０の位置を求めることができる。
【００４８】
例えば、三角測量により位置特定ユニット４０の位置を求める場合、以下の式（１）〜（４）が成立する。
ρ１＝ｃ・ΔＴ＋｛（Ｘ１−Ｘ）２＋（Ｙ１−Ｙ）２＋（Ｚ１−Ｚ）２｝１／２…（１）
ρ２＝ｃ・ΔＴ＋｛（Ｘ２−Ｘ）２＋（Ｙ２−Ｙ）２＋（Ｚ２−Ｚ）２｝１／２…（２）
ρ３＝ｃ・ΔＴ＋｛（Ｘ３−Ｘ）２＋（Ｙ３−Ｙ）２＋（Ｚ３−Ｚ）２｝１／２…（３）
ρ４＝ｃ・ΔＴ＋｛（Ｘ４−Ｘ）２＋（Ｙ４−Ｙ）２＋（Ｚ４−Ｚ）２｝１／２…（４）
このようにして位置特定ユニット４０の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、つまり車両Ｖの位置を特定することができる。また、ΔＴにより、位置特定ユニット４０内の前記時計（図示せず）を校正する。これにより、正確な現在時刻を得ることができる。移動体が前記衛星１０，１０，…を受信できず、過去に取得したＧＮＳＳの衛星信号の時刻情報を用いる場合には、該過去に取得した時刻情報により位置特定ユニット４０内の前記時計（図示せず）を校正した後は、該時計（図示せず）に内蔵された自走基準発信器（図示せず）を用いて継続して刻時する。なお、自走基準発信器の周波数精度および安定度は、測位計算に求められるレベルを満たすものとする。
【００４９】
以上が衛星１０，１０，…からの信号に基づいた車両Ｖの位置特定および現在時刻取得の基本原理である。
【００５０】
一方、無線通信手段２０，３０からの信号に基づいて車両Ｖの位置特定を行う場合、位置特定ユニット４０から第１の無線通信手段２０までの距離と、位置特定ユニット４０から第２の無線通信手段３０までの距離とを前述の場合と同様の原理で算出し、これらの距離にある点の集合である２つの球面の交点のうち、前記道路Ｒ上の位置（道路Ｒの走行軌跡上との交点）を車両Ｖの位置として特定することができる。つまり、前記球面の交点に対する周知のマップマッチング処理により車両Ｖの位置を特定することができる。無線通信手段２０，３０からの信号には時刻情報が含まれているため、この無線通信手段２０，３０は時刻情報送信端末と呼ぶこともできる。
【００５１】
記憶部４５は、前述の如く特定した車両Ｖの位置情報を記憶する。つまり、車両Ｖの位置が新たに算出（特定）される度に、記憶する車両Ｖの位置情報を更新していくことになる。
【００５２】
−位置特定処理動作−
次に、位置特定システムにおける位置特定処理動作について説明する。図５は、この位置特定処理動作の手順を示すフローチャートである。
【００５３】
先ず、ステップＳＴ１において、衛星１０，１０，…からの信号による時刻特定動作を実行する。この場合、衛星１０，１０，…からの信号が高層建築物等によって遮られる状況ではない場合には、ＧＮＳＳ信号受信部４１が衛星１０，１０，…からの信号を受信することになり、前記時刻特定部４２が現在の時刻（車両Ｖ側での時刻）を特定することになる。
【００５４】
ステップＳＴ２では、前述した衛星１０，１０，…からの信号の受信が適正に行われて衛星１０，１０，…の位置情報が取得可能な状況となっているか否かを判定する。つまり、前述したように、衛星１０，１０，…からの信号が高層建築物等によって遮られる状況ではない場合には、ＧＮＳＳ信号受信部４１が衛星１０，１０，…からの信号を受信することになり、衛星１０，１０，…の位置情報が取得可能な状況となっているとしてステップＳＴ２でＹＥＳ判定する。一方、衛星１０，１０，…からの信号が高層建築物等によって遮られる状況となっている場合には、ＧＮＳＳ信号受信部４１は衛星１０，１０，…からの信号を受信することができず、衛星１０，１０，…の位置情報が取得不能な状況となっているとしてステップＳＴ２でＮＯ判定する。
【００５５】
衛星１０，１０，…の位置情報が取得可能な状況となっており、ステップＳＴ２でＹＥＳ判定した場合には、ステップＳＴ３に移り、前述した観測距離ρ１〜ρ４の算出による車両位置特定動作を実行する。
【００５６】
このようにして衛星１０，１０，…の位置情報が取得可能な状況が継続しておれば、ステップＳＴ１〜ステップＳＴ３の動作が繰り返され、車両Ｖの位置を特定していくことになる。そして、この特定した車両Ｖの位置を、一旦記憶部４５に記憶し、自動運転を司るＥＣＵ（図示省略）に送信する。
【００５７】
一方、衛星１０，１０，…の位置情報が取得不能な状況となっており、ステップＳＴ２でＮＯ判定した場合には、ステップＳＴ４に移り、第１の無線通信手段２０および第２の無線通信手段３０からの信号を受信する。そして、ステップＳＴ５では、第１の無線通信手段２０から受信した信号に基づいて、車両Ｖ側での時刻と第１の無線通信手段２０側での時刻（第１の無線通信手段２０が当該信号を発信した時刻）との時間差である第１時刻差を特定する。また、同様に、ステップＳＴ６では、第２の無線通信手段３０から受信した信号に基づいて、車両Ｖ側での時刻と第２の無線通信手段３０側での時刻（第２の無線通信手段３０が当該信号を発信した時刻）との時間差である第２時刻差を特定する。
【００５８】
そして、ステップＳＴ７において、前記特定した第１時刻差によって位置特定ユニット４０と第１の無線通信手段２０との間の距離を算出し、前記特定した第２時刻差によって位置特定ユニット４０と第２の無線通信手段３０との間の距離を算出する。そして、これらの距離にある点の集合である２つの球面の交点のうち、前記道路Ｒ上の位置（道路Ｒの走行軌跡上との交点）を車両Ｖの位置として特定する。
【００５９】
−実施形態の効果−
以上説明したように本実施形態では、衛星１０，１０，…からの信号が受信できない状況で車両Ｖの位置を特定する際には、地面に定着した構造物（ビルＢ１）に配置した第１の無線通信手段２０が有する無線送信部２４が、車両Ｖの無線受信部４３に位置情報（第１の位置情報）および時刻情報（第１の時刻の情報）を送信する。また、地面に定着した構造物（ビルＢ２）に配置した第２の無線通信手段３０が有する無線送信部３４が、車両Ｖの無線受信部４３に位置情報（第２の位置情報）および時刻情報（第２の時刻の情報）を送信する。これに伴い、車両Ｖの無線受信部４３が各位置情報や各時刻情報を受信し、位置特定処理部４４が、無線受信部４３が受信した各位置情報、受信した各時刻情報の時刻と車両Ｖ側での時刻との差である時刻差（第１時刻差および第２時刻差）に基づいて車両Ｖの位置を特定するようにしている。これにより、衛星１０，１０，…からの信号を用いて車両Ｖの位置が特定できない場合であっても、各無線通信手段２０，３０を利用することで、車両Ｖの位置を特定することが可能になる。
【００６０】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態は、各無線通信手段２０，３０と位置特定ユニット４０との間での情報の送受信の形態が前記第１実施形態のものと異なっている。従って、ここでは、この情報の送受信の形態について前記第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００６１】
図６は、本実施形態に係る位置特定システムの概略構成を示すブロック図である。
【００６２】
この図６に示すように、本実施形態における位置特定ユニット４０は、前記無線受信部４３に代えて無線送受信部４６を備えている。この無線送受信部４６は、衛星１０，１０，…の位置情報が取得不能な状況となっている場合に、各無線通信手段２０，３０に向けて時刻情報（車両Ｖが認識している現在の時刻の情報）を送信するようになっている。位置情報が取得不能とは、複数台のＧＮＳＳの衛星信号が取得できずに車両Ｖ（移動体）の位置が計算によって特定できない場合である。少なくとも１台の衛星１０の信号が送信した時刻情報または過去に取得した衛星信号の時刻情報を各無線通信手段２０，３０に向けて送信する。移動体が、過去に取得した衛星信号の時刻情報を用いる場合には、該過去に取得した時刻情報により位置特定ユニット４０内の時計（図示せず）を校正し、該時計（図示せず）に内蔵された自走基準発信器を用いて継続して刻時する。
【００６３】
また、各無線通信手段２０，３０は、前記無線送信部２４，３４に代えて無線送受信部２５，３５を備えている。これら無線送受信部２５，３５は、前述した無線送受信部４６からの時刻情報を受信した場合に、その時刻情報と共に、各無線通信手段２０，３０の位置情報を無線送受信部４６に向けて返信するようになっている。
【００６４】
図７は、本実施形態における位置特定処理動作の手順を示すフローチャートである。このフローチャートにおけるステップＳＴ１〜ＳＴ３、ＳＴ５〜ＳＴ７の動作は、前述した第１実施形態におけるフローチャート（図５）のステップＳＴ１〜ＳＴ３、ＳＴ５〜ＳＴ７の動作と同様であるのでここでの説明は省略する。
【００６５】
ＧＮＳＳ信号受信部４１が衛星１０，１０，…の位置情報が取得不能な状況となっており、ステップＳＴ２でＮＯ判定した場合には、ステップＳＴ１０に移り、位置特定ユニット４０の無線送受信部４６が、各無線通信手段２０，３０に向けて時刻情報（車両Ｖが認識している現在時刻の情報）を送信する。無線通信手段２０，３０などは複数の車両Ｖから送信される電文に対して返信するため、現在時刻は送信元を特定する情報として使用される。その後、ステップＳＴ１１に移り、各無線通信手段２０，３０の無線送受信部２５，３５がその時刻情報を受信する。
【００６６】
そして、ステップＳＴ１２では、各無線通信手段２０，３０の無線送受信部２５，３５が前記時刻情報と共に、第１の無線通信手段２０および第２の無線通信手段３０それぞれの位置情報（緯度、経度、道路面からの高さ等の情報）を無線送受信部４６に向けて送信する。なお、該無線送受信部４６に向けて該送信のタイミングは、無線通信手段２０，３０などに予め定めた遅延時間もしくは変化する遅延時間を経た後に行ってもよい。その場合は付加した遅延時間の長さを該位置情報に加えて送り返すものとする。これは近傍に多数の無線通信手段があり、各無線通信手段が一斉に返信した場合に生じる混信を防止するためのものである。位置特定ユニット４０は、返信した時に電文に付加した時刻情報と受信した情報に付加されている時刻情報を比較することにより、自分が送信した電文に対するレスポンスか否かを判断する。距離の計測は、送信してから受信するまでの時間を計測し、レスポンスの電文に付加されている遅延時間情報に基づく遅延時間を差し引いた後、光速ｃを掛けたものが往復の距離となるため、さらに２で除することにより求めることができる。このようにして、前述したステップＳＴ５〜ＳＴ７の動作によって、位置特定ユニット４０では、位置特定処理部４４が車両Ｖの位置を特定することになる。
【００６７】
本実施形態によっても、前記第１実施形態の場合と同様に、衛星１０，１０，…からの信号を用いて車両Ｖの位置が特定できない場合であっても、各無線通信手段２０，３０を利用することで、車両Ｖの位置を特定することが可能になる。
【００６８】
−他の実施形態−
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。
【００６９】
例えば、前記各実施形態では、車両Ｖの自動運転等に供される情報としての車両Ｖの位置情報を取得する位置特定システムとして本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、車両Ｖに搭載されたカーナビゲーションシステムに供される情報としての車両Ｖの位置情報を取得する位置特定システムとして適用することも可能である。また、この位置特定システムが適用される移動体としては車両Ｖには限定されず、飛行機、船舶、バイク、鉄道車両等であってもよい。なお、本明細書において移動体とは、自走手段を有する物体を意味する。自走手段はタイヤ、車輪、クローラー、ワイヤー等をエンジンやモータを用いて駆動するとよい。
【００７０】
また、前記各実施形態では、各無線通信手段２０，３０が配置される構造物としてはビルＢ１，Ｂ２としていたが、本発明はこれに限定されることなく、地面に定着された構造物であればよい。例えば、地面に立設された支柱に各無線通信手段２０，３０を配置する構成とした場合には、この支柱が本発明でいう構造物に該当することになる。
【００７１】
また、前記各実施形態では、２つの無線通信手段２０，３０からの情報を無線受信部４３（または無線送受信部４６）が受信する場合について説明した。本発明はこれに限らず、３つ以上の無線通信手段からの情報を無線受信部４３（または無線送受信部４６）が受信するようにしてもよい。これによれば、車両Ｖの位置をより高い精度で特定することが可能になる。
【００７２】
また、前記各実施形態では、各無線通信手段２０，３０から当該無線通信手段２０，３０の位置情報を取得するようにしていた。本発明はこれに限らず、各無線通信手段２０，３０の位置情報を予め位置特定ユニット４０の記憶部４５に記憶させておき、各無線通信手段２０，３０からはそれぞれの識別情報（個別のＩＤ情報等）が送信され、この識別情報に基づいて各無線通信手段２０，３０の位置を特定（記憶部４５が記憶している情報から位置を抽出）する構成となっていてもよい。これによれば、各無線通信手段２０，３０それぞれが車両Ｖに送信する情報には位置情報は含まれず、車両Ｖと各無線通信手段２０，３０との間で送受信する情報量の削減を図ることができる。なお、記憶部４５に記憶される各無線通信手段２０，３０の位置に紐付けられる位置情報は予め記憶しておいてもよいし、移動手段が無線通信手段によって情報を受信するようにしてもよい。移動体は位置情報を取得できるため、移動体から所定の距離（例えば数ｋｍ）を取得するように設定しておくと通信量を削減できる。
【００７３】
また、前記各実施形態では、各無線通信手段２０，３０からの位置情報として標高を含むものとしていた。本発明では、各無線通信手段２０，３０からの位置情報としては必ずしも標高は必須とするものではなく、各無線通信手段２０，３０から送信される位置情報としては緯度および経度のみであってもよい。標高を含む場合には、特定される移動体の位置がより精度良く特定できる。また、標高ではなく、車両Ｖが走る路面からの高さを位置情報としてもよい。この場合は車両Ｖと各無線通信手段の標高差を計算しないで済む効果がある。
【００７４】
また、前記各実施形態では、各無線通信手段２０，３０からの情報はビルＢ１，Ｂ２寄りの車線を走行している車両Ｖが受信するものとなっていたが、図８に示すように、各無線通信手段２０，３０からの情報を、ビルＢ１，Ｂ２側とは反対側（対向車線側）を走行している車両Ｖが受信するようになっていてもよい。
【００７５】
また、位置特定ユニット４０が第１の位置情報および第２の位置情報を無線通信によって、各無線通信手段２０，３０以外の位置情報取得装置（例えば携帯電話会社の基地局等）から受信する構成となっていてもよい。これによれば、各無線通信手段２０，３０と位置特定ユニット４０の無線受信部４３（または無線送受信部４６）との間での情報の送受信とは別に、位置特定ユニット４０と位置情報取得装置との間での情報の送受信によって第１の位置情報および第２の位置情報の取得動作を並行して行うことができる。このため、車両Ｖの位置を特定するための処理動作の高速度化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、自動運転等に供される情報としての車両の位置情報を取得する位置特定システムに適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１０        ＧＮＳＳの衛星
２０        第１の無線通信手段
２１        無線通信手段情報特定部（第１の無線通信手段情報特定部）
２２        記憶部（第１の記憶部）
２４        無線送信部（第１の無線送信部）
２５        無線送受信部
３０        第２の無線通信手段
３１        無線通信手段情報特定部（第２の無線通信手段情報特定部）
３２        記憶部（第２の記憶部）
３４        無線送信部（第２の無線送信部）
３５        無線送受信部
４０        位置特定ユニット
４１        ＧＮＳＳ信号受信部
４３        無線受信部
４４        位置特定処理部
４５        記憶部
４６        無線送受信部
Ｂ１、Ｂ２  ビル（構造物）
Ｖ          車両（移動体）
【図１】
2020161886.tif 000003
【図２】
2020161886.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020161886.tif 000009
【図８】
2020161886.tif 000010
【国際調査報告】
2020161886.tif 000011
2020161886.tif 000012
2020161886.tif 000013
2020161886.tif 000014