(57)【要約】  全地球ナビゲーション衛星システム性能を向上させる方法は、（Ａ）（ｉ）全地球ナビゲーション衛星システム情報、（ｉｉ）１つ以上のセンサ入力を使用したデッドレコニング、及び（ｉｉｉ）補正信号に基づいて、位置情報を判定するステップと、（Ｂ）全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であるとき、予め定義されたマップデータに基づいて、位置情報を調整し、かつ補正信号を生成するステップと、（Ｃ）全地球ナビゲーション衛星システム情報が、利用不可能であった後に再取得されるときに、予め定義された時間の間、デッドレコニングを中断するステップと、を含む。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
全地球ナビゲーション衛星システム性能を向上させる方法であって、
（ｉ）全地球ナビゲーション衛星システム情報、（ｉｉ）１つ以上のセンサ入力を使用したデッドレコニング、及び（ｉｉｉ）補正信号に基づいて、位置情報を判定することと、
前記全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であるときに、予め定義されたマップデータに基づいて、前記位置情報を調整し、かつ前記補正信号を生成することと、
前記全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であった後に再取得されるとき、予め定義された時間の間、前記デッドレコニングを中断することとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
マップデータベースにアクセスして、前記位置情報に基づいて、前記予め定義されたマップデータを取得することを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つ以上のセンサ入力は、車両のセンサ出力から、前記車両のデータバスを介して通信され、
前記位置情報は、前記車両の地点を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記１つ以上のセンサ入力への前記車両データバスを介した前記車両センサ出力の通信は、前記全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であった後に再取得されるとき、前記予め定義された時間の間、遮断されていることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記車両データバスは、コントローラエリアネットワークを含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記車両センサ出力は、複数の衛星から受信した信号、前記デッドレコニング、及び前記補正信号に基づいて、前記位置情報を生成するように構成された全地球ナビゲーション衛星システムチップセットの少なくとも１つのセンサ入力に供給されることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記全地球ナビゲーション衛星システムチップセットは、前記全地球ナビゲーション衛星システム情報がいつ利用不可能であるか、及び前記全地球ナビゲーション衛星システム情報が、利用不可能であった後に、いつ再取得されるかについての指標を提供するように更に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記位置情報を調整することは、前記位置情報により示された地点を道路のセンターラインにシフトさせることを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記補正信号を生成することは、前記位置情報により示された地点を道路のセンターラインにシフトさせるのに必要である補正を決定することを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
装置であって、
（ｉ）全地球ナビゲーション衛星システム情報、（ｉｉ）１つ以上のセンサ入力を使用したデッドレコニング、及び（ｉｉｉ）補正信号に基づいて、位置情報を判定するように構成された第１の回路と、
（ｉ）予め定義されたマップデータに基づいて、前記補正信号を生成するように、かつ（ｉｉ）前記全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であった後に再取得されるとき、前記第１の回路への前記車両の前記１つ以上のセンサ入力の通信を一時的に中断するように構成された第２の回路と、を備えることを特徴とする装置。
【請求項１１】
前記マップデータは、全領域の道路情報、道路地点情報、道路曲率情報、道路表面情報、道路勾配情報、道路車線数、速度制限、トンネル地点、及びトンネル長さのうちの１つ以上を備えることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記マップデータは、衛星情報が利用不可能であることが知られている区域の道路情報に限定されていることを特徴とする請求項１０から１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記マップデータは、トンネルを有する道路区間の地点及び長さ情報に限定されていることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記第２の回路は、（ｉ）車両データバスから前記１つ以上のセンサ入力を受信するように、（ｉｉ）前記全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用可能であるか、又は利用不可能になったときに、前記車両データバスから受信した前記１つ以上のセンサ入力を前記第１の回路に通信するように、かつ（ｉｉｉ）前記全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であった後に再取得されるときに、前記第１の回路への前記車両データバスから受信した前記１つ以上のセンサ入力の通信を一時的に中断するように、更に構成されていることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記第２の回路は、前記第１の回路から受信した位置情報が、デッドレコニングのみから、衛星に加えデッドレコニングに変化するときに、前記第１の回路への前記１つ以上のセンサ入力の通信を一時的に中断するように更に構成されていることを特徴とする請求項１０から１４のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として、車両位置判定に関し、さらに詳しくは、マップ強化型デッドレコニングを利用して、全地球ナビゲーション衛星システム（global navigation satellite system、ＧＮＳＳ）の車両位置増強を実施する方法及び／又は装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）及び全地球測位衛星（global positioning satellite、ＧＰＳ）受信機は、衛星信号を使用して絶対位置地点を判定する。また、デッドレコニング（dead-reckoning、ＤＲ）機能を含むＧＮＳＳ及びＧＰＳ受信機は、センサ入力にも依存していて、衛星信号が利用できないとき、相対的なデッドレコニング位置を導出する。この相対的なデッドレコニング位置は、蓄積されたセンサ誤差を悪化させ、最終的には使用不可能となる。この悪化した誤差は、マップデータを使用することによって最小限に抑えられ、全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）車両位置を増強することができる。しかしながら、例えば、トンネルから出て、衛星信号が再び利用可能になったとき、デッドレコニングを伴う衛星の使用に遷移して戻ることは、問題となる場合がある。従来のシステムは、ＤＲ入力に依存しているため、衛星が復帰するときシステム自体の補正が遅くなる場合がある。
【０００３】
マップ強化型デッドレコニングを利用して全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）の車両位置増強を実施することが好ましいであろう。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、全地球ナビゲーション衛星システム性能を向上させる方法に関する態様を包含し、この方法は、（Ａ）（ｉ）全地球ナビゲーション衛星システム情報、（ｉｉ）１つ以上のセンサ入力を使用したデッドレコニング、及び（ｉｉｉ）補正信号に基づいて、位置情報を判定するステップと、（Ｂ）全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であるときに、予め定義されたマップデータに基づいて、位置情報を調整し、かつ補正信号を生成するステップと、（Ｃ）全地球ナビゲーション衛星システム情報が、利用不可能であった後に再取得されるとき、予め定義された時間の間、デッドレコニングを中断するステップと、を含む。
【０００５】
上述の方法態様のうちのいくつかの実施形態では、この方法は、マップデータベースにアクセスして、位置情報に基づいて予め定義されたマップデータを取得することを更に含む。
【０００６】
上述の方法態様のうちのいくつかの実施形態では、１つ以上のセンサ入力は、車両のセンサ出力から、車両のデータバスを介して通信され、位置情報は、車両の地点を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上のセンサ入力への車両データバスを介した車両センサ出力の通信は、全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であった後に再取得されるとき、予め定義された時間の間、遮断される。いくつかの実施形態では、車両データバスは、コントローラエリアネットワークを含む。いくつかの実施形態では、車両センサ出力は、複数の衛星から受信した信号、デッドレコニング、及び補正信号に基づいて、位置情報を生成するように構成された全地球ナビゲーション衛星システムチップセットの少なくとも１つのセンサ入力に供給される。いくつかの実施形態では、全地球ナビゲーション衛星システムチップセットは、全地球ナビゲーション衛星システム情報がいつ利用不可能であるか、及び全地球ナビゲーション衛星システム情報が、利用不可能であった後に、いつ再取得されるかについての指標を提供するように更に構成される。
【０００７】
上述の方法態様のうちのいくつかの実施形態では、位置情報を調整することは、位置情報により示された地点を道路のセンターラインにシフトさせることを含む。いくつかの実施形態では、補正信号を生成することは、位置情報により示された地点を道路のセンターラインにシフトさせるために必要な補正を決定することを含む。
【０００８】
本発明はまた、プロセッサ実行可能命令を含むコンピュータ可読記憶媒体に関する態様も包含し、この命令は、全地球ナビゲーション衛星システム受信機のプロセッサによる実行時に、プロセッサに、（ｉ）複数の衛星から受信した全地球ナビゲーション衛星システム情報、（ｉｉ）１つ以上のセンサ入力を使用したデッドレコニング、及び（ｉｉｉ）補正信号に基づいて、位置情報を判定するステップと、全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であるときに、予め定義されたマップデータに基づいて、位置情報を調整し、かつ補正信号を生成するステップと、全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であった後に再取得されるとき、予め定義された時間の間、デッドレコニングを中断するステップと、を実行させる。
【０００９】
本発明はまた、装置に関する態様も包含し、この装置は、（ｉ）全地球ナビゲーション衛星システム情報、（ｉｉ）１つ以上のセンサ入力を使用したデッドレコニング、及び（ｉｉｉ）補正信号に基づいて、位置情報を判定するように構成された第１の回路と、（ｉ）予め定義されたマップデータに基づいて、補正信号を生成し、かつ（ｉｉ）全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であった後に再取得されるとき、第１の回路への車両の１つ以上のセンサ入力の通信を一時的に中断するように構成された第２の回路と、を備える。
【００１０】
上述の装置態様のうちのいくつかの実施形態では、マップデータは、全領域の道路情報、道路地点情報、道路曲率情報、路面情報、道路勾配情報、道路車線数、制限速度、トンネル地点、及びトンネル長さのうちの１つ以上を含む。いくつかの実施形態では、マップデータは、衛星情報が利用不可能であることが知られている区域の道路情報に限定される。いくつかの実施形態では、マップデータは、トンネルを有する道路区間の地点及び長さ情報に限定される。
【００１１】
上述の装置態様のうちのいくつかの実施形態では、第２の回路は、（ｉ）車両データバスから１つ以上のセンサ入力を受信するように、（ｉｉ）全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用可能であるか、又は利用不可能になったときに、車両データバスから受信した１つ以上のセンサ入力を第１の回路に通信するように、かつ（ｉｉｉ）全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であった後に再取得されるときに、第１の回路への車両データバスから受信した１つ以上のセンサ入力の通信を一時的に中断するように、更に構成される。
【００１２】
上述の装置態様のうちのいくつかの実施形態では、第２の回路は、第１の回路から受信した位置情報が、デッドレコニングのみから、衛星に加えてデッドレコニングに変化するときに、第１の回路への１つ以上のセンサ入力の通信を一時的に中断するように更に構成される。
【００１３】
上述の装置態様のうちのいくつかの実施形態では、第１の回路及び第２の回路は、単一のプリント配線板上に配設される。
【００１４】
上述の装置態様のうちのいくつかの実施形態では、第１の回路及び第２の回路は、別個のプリント配線板上に配設される。
【００１５】
上述の装置態様のうちのいくつかの実施形態では、第１の回路及び第２の回路は、単一のプリント配線板の第１の側面上に配設され、衛星信号を受信するように構成されたアンテナが、当該プリント配線板の第２の側面上に配設される。
【００１６】
上述の装置態様のうちのいくつかの実施形態では、第２の回路は、プロセッサ、並びに（ｉ）予め定義されたマップデータ、及び（ｉｉ）コンピュータ実行可能命令を格納する非一過性コンピュータ可読記憶媒体を備え、それらの命令は、プロセッサによる実行時に、プロセッサに、（ｉ）予め定義されたマップデータに基づいて補正信号を生成させ、（ｉｉ）全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であった後に再取得されるとき、第１の回路への１つ以上のセンサ入力の通信を一時的に中断させる。
【００１７】
本発明の実施形態は、以下の詳細な説明、並びに添付の特許請求の範囲、及び図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】例示的な実施形態による例示的な車両測位システムを示す図である。
【図２】例示的な実施形態による別の車両測位システムを示す図である。
【図３】例示的な実施形態による更に別の車両測位システムを示す図である。
【図４】例示的な実施形態による車両測位システムの例示的な実装を示す図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態による車両測位システムの例示的なプリント配線板実装を示す図である。
【図６】図１のシステムを組み込んでいる車両を示す図である。
【図７】図１のシステムによってサポートされるアプリケーションを示す略図である。
【図８】本発明の例示的な実施形態によるプロセスを示すフロー図である。
【図９】本発明の例示的な実施形態によるセンサデータ利用の一時的な中断を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態は、マップ強化型デッドレコニングを利用した全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）車両位置増強を提供することを含み、（ｉ）衛星信号の再取得中（又はその後）にＧＮＳＳ／ＧＰＳ／ＤＲモジュールへのセンサ入力を中断し、（ｉｉ）受信機をより迅速に復帰させ、（ｉｉｉ）ＧＮＳＳ／ＧＰＳ／ＤＲモジュールを衛星情報に主に依存させ、（ｉｖ）ＧＮＳＳ／ＧＰＳ／ＤＲモジュールに、衛星信号の再取得時に蓄積された長手方向の誤差を補正させ、（ｖ）デッドレコニングを拡張し、（ｖｉ）デッドレコニング計算における運動センサ及び／又は慣性センサの入力の利用を一時的に中断し、及び／又は（ｖｉｉ）１つ以上の集積回路として実装してもよい。
【００２０】
全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）又は全地球測位システム（ＧＰＳ）は、複数（例えば、４つ以上）の衛星からの信号を使用して絶対的全地球測位を導出（計算）する。ＧＮＳＳは、ＧＰＳの上位集合である。ＧＮＳＳ、ＧＰＳ、及びＧＮＳＳ／ＧＰＳという用語は、本発明の意図された範囲に影響を及ぼすことなく、本発明の様々な実施形態に関して区別なく使用してもよいことは、衛星ベースナビゲーション及び／又は測位システム（例えば、全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）、全地球測位システム（ＧＰＳ）等）の分野の当業者には、明らかであろう。
【００２１】
ＧＮＳＳシステムは、十分な衛星が利用可能である（例えば、電子的に視認可能である）限り、非常にうまく機能する。ＧＮＳＳシステムは、パーソナルナビゲーションデバイス（例えば、手持ち式ユニット、携帯電話等）において、及び車両（例えば、車両の追跡、運転者支援等）において、使用してもよい。しかしながら、車両が、トンネル、車庫、又は十分な衛星の電子的な視認性を制限する他のエリアに入ったとき、衛星信号は、利用不可能となり、ＧＮＳＳシステムは、衛星を使用して絶対的な全地球的位置を正確に計算することがもはやできない。
【００２２】
デッドレコニング若しくはデッドレコニング又は推測レコニング（ＤＲ）と称される技術が導入され、ＧＮＳＳ衛星ベース測位が増強された。十分な衛星からの信号が遮断されるか、又は利用可能でない場合、ＧＮＳＳ／ＤＲシステムは、デッドレコニングを使用し、例えば、１つ以上のセンサ入力（例えば、運動センサ、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、車両速度センサ（ＶＳＳ）、走行距離計チックセンサ、ホイールチックセンサ、ジャイロスコープ、磁力計、加速度計、ハンドル回転センサ等）からの測定値を使用して、最後の既知の絶対位置に対する現在の（慣性）位置を判定（計算）することができる。この１つ以上のセンサは、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュール（例えば、集積化されたジャイロ、磁力計、及び／又は加速度計）の一部、かつ／又は車両の一部とすることができる。運動センサ及び／又は慣性測定センサが車両の一部である実施形態では、運動センサ及び／又は慣性測定センサは、車両通信／データバス（例えば、コントローラエリアネットワーク（Controller Area Network、ＣＡＮ）上のメッセージ等）を通じてアクセス可能であってもよい。
【００２３】
一般に、ＧＮＳＳ情報は、計算された位置が許容範囲内にある場合（例えば、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号から計算された位置情報の位置精度は、品質検査に合格する場合）、利用可能であるとみなしてよい。ＧＮＳＳ衛星信号から計算された位置情報が、許容範囲内にない場合、又はＧＮＳＳ衛星信号が全く利用できない場合、ＧＮＳＳ情報は、利用不可能であるとみなしてよい。ＧＮＳＳ情報は、ＧＮＳＳ情報の精度が許容範囲内に戻るようなとき（例えば、衛星信号の十分な数量及び品質がＧＮＳＳ衛星から受信されて品質検査に合格するとき）まで、利用不可能なままの状態にあるとみなしてよい。衛星信号が局所的な地形によって影響を及ぼされる可能性のある方法の例は、「ＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ  ＤＥＡＤ  ＲＥＣＫＯＮＩＮＧ  ＷＩＴＨ  ＤＹＮＡＭＩＣ  ＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ／ＯＲ  ＤＹＮＡＭＩＣ  ＷＥＩＧＨＴＩＮＧ」と題する２０１６年３月２３日に出願された、同時係属中の米国特許出願第１５／０７８，５１４号の中に見出してもよい。そして、これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００２４】
デッドレコニングは、短距離の場合、良好に機能する。しかしながら、より長い距離の場合、センサデータ内の蓄積された誤差が、最終的に位置オフセットをもたらし、報告された位置を損なう。蓄積されたセンサオフセットは、最終的に、相対位置を使用できない状態にするため、従来のデッドレコニングは、限定される。従来のデッドレコニングに関する限定された有用性は、十分な衛星の電子的な視界を限定された区域内を車両が移動する用途（例えば、数マイル延在するトンネルを通る、山岳を通過する、又は湾の下を通る、車庫内等）に関しては、深刻な問題を引き起こす。
【００２５】
様々な実施形態では、マップ比較（又はマップマッチング）技術が実施され、デッドレコニングされた車両位置を増強してもよい。一例として、衛星信号が利用不可能であるとき、マップ比較モジュールが、（ｉ）ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールからデッドレコニングされた車両位置を受信してもよく、（ｉｉ）マップデータベースを使用して、現在位置の対応する道路セグメントのセンターラインにそのデッドレコニングされた車両位置を調整してもよく、（ｉｉｉ）その調整（補正）された位置（又は補正信号）をＧＮＳＳ／ＤＲモジュールにフィードバックして、ＤＲ横方向の位置誤差を低減又は排除してもよい。その位置は、運転全体にわたって道路センターラインに保持されてもよい。衛星信号が再び利用可能である（例えば、衛星信号が再取得される）ときに、測位は、混合されたＧＮＳＳ／ＤＲ解法に戻ってもよく、閉ループのマップマッチングフィードバックが中断されてもよい。マップマッチングフィードバックを使用してＧＮＳＳ／ＤＲ測位を増強することによって、蓄積された横方向の位置誤差が、長期間、仮想的に排除されてもよい。この方法により、多くのマイル間を延在する長いトンネル内での車両の測位を大幅に改善することができる。
【００２６】
本発明による電子水平線デバイスに関する様々な実施形態では、道路マップ（例えば、衛星信号が利用不可能であるトンネルなどの全領域又は限定区域の）が、システム中に組み込まれる。車両が車道に制限されているという前提の下では、「マップマッチング」アルゴリズムを使用することによって、水平線デバイスは、ＧＮＳＳ報告された位置を、最も可能性の高い実際の位置と比較することができる。様々な実施形態では、ソフトウェアを使用してその比較を行い、かつ補正された位置を生成し、次いで、その補正された位置は、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールに戻って報告されてもよい。ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールは、補正された位置を使用して、報告された位置を適宜調整する。様々な実施形態では、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールへのマップマッチングフィードバックは、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールがＤＲのみの位置を報告する（例えば、衛星が全く利用できない）ときにのみ開始される。
【００２７】
しかしながら、マップマッチング中に選択された道路セグメントが正確でないか、又は運動センサ及び／若しくは慣性センサの誤差が十分に大きい場合、衛星信号が再取得されたときに判定された絶対位置は、現在の慣性位置から変化し得る。従来のＧＮＳＳ／ＤＲシステムは、衛星信号が利用不可能であるときに計算された慣性位置と、衛星信号が再取得されたときに計算される新しい絶対位置との間の差を調整するには、時間がかかる場合があり得る。度合いを強めた誤差は、マップデータを使用することによって最小限に抑えられ、ＧＮＳＳ車両位置を増強することができる。しかしながら、例えば、トンネルから出て、衛星信号が再び利用可能になったとき、デッドレコニングを伴う衛星の使用に遷移して戻ることは、問題となる場合がある。具体的には、従来のシステムは、ＤＲ入力に依存しているため、衛星が復帰するときシステム自体の補正が遅くなる場合がある。
【００２８】
本発明の実施形態によるＧＮＳＳ／ＤＲモジュールが、衛星信号が再び利用可能であることを報告するとき、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールは、衛星に位置判定のみを行わせるように強制してもよい。衛星信号を再取得する際、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールに、衛星を位置判定のみ行わせるように強制することが好ましい。その理由は、マップマッチングフィードバックが横方向の誤差（左から右へ）を補正している間、マップマッチングフィードバックは、一般に、蓄積された長手方向の誤差（前から後ろへ）を補正しないからである。
【００２９】
様々な実施形態では、一旦、衛星信号の受信を再開すると、システムは、車両、及び／又はＧＮＳＳ／ＤＲモジュールによる集積センサフィードバックの利用を瞬間的に中断して、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールを位置計算のために衛星信号のみに依存させ、かつ維持されている任意の「相対的」ＤＲ位置を排出させてもよい。この車両及び／又は集積センサフィードバックの利用の瞬間的な中断によって、一旦衛星が利用可能であるとき、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールは、任意の蓄積された長手方向の誤差を補正する。
【００３０】
図１を参照すると、本発明の例示的な実施形態による例示的な車両測位システムを示すシステム１００のブロック図が示されている。一例として、システム１００は、ブロック（又は回路）１０２、ブロック（又は回路）１０４、ブロック（又は回路）１０６、及びブロック（又は回路）１０８を含んでよい。ブロック１０２は、ＧＮＳＳチップセットとして実装してもよい。ブロック１０４は、マップマッチング回路を有する電子水平線として実装してもよい。ブロック１０６は、ＧＮＳＳアンテナとして実装してもよい。ブロック１０８は、１つ以上の車両センサとして実装してもよい。車両センサは、運動センサ及び／又は慣性センサを含んでもよい。本発明は、車両ベースの実施形態の例を用いて説明されているが、本発明はまた、手持ち式パーソナルナビゲーションデバイスの文脈でも適用できることは明らかであろう。この手持ち式パーソナルナビゲーションデバイスでは、ブロック１０８は、１つ以上の集積化された運動センサ及び／又は慣性センサとして実装されるであろう。
【００３１】
ブロック１０２は、（ｉ）アンテナ１０６を介して複数の衛星から受信した信号と関連付けられた全地球ナビゲーション衛星システム情報、（ｉｉ）ブロック１０４から受信したマップマッチング補正信号、及び（ｉｉｉ）ブロック１０８から受信したセンサデータを使用して、車両の位置情報を生成（計算）するように構成してもよい。ブロック１０２は、位置信号（例えば、ＧＮＳＳ／ＤＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ）を介して、計算された車両位置をブロック１０４に通信するように構成してもよい。ブロック１０４に通信された位置情報はまた、ソース指標（例えば、ＧＮＳＳのみ、ＧＮＳＳに加えてデッドレコニング（ＤＲ）、及び／又はＤＲのみのインジケータ若しくはフラグ）も含んでよい。
【００３２】
ブロック１０４は、位置信号ＧＮＳＳ／ＤＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮを受信し、かつ信号ＧＮＳＳ／ＤＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮにより特定された車両位置、及び、例えば、マップデータベース１１０に格納された予め定義されたデジタルマップデータを使用したマップマッチング動作に基づいて、補正係数を計算するように構成してもよい。一例として、ブロック１０４は、プロセッサ可読記憶媒体（例えば、メモリ）１１２に格納されたソフトウェア（又はファームウェア）によって構成してもよい。一例として、ブロック１０４は、信号ＧＮＳＳ／ＤＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮにより特定された車両位置を使用して電子マップ上に車両の位置を配置し、次いで、マップデータ１１０に基づいて信号ＧＮＳＳ／ＤＲ位置により指定された位置に対応する道路セグメントのセンターラインに従って、車両の横方向の位置をシフト（調整）するための補正係数を計算するように構成してもよい。この補正情報は、補正信号（例えば、ＭＡＰ  ＭＡＴＣＨＩＮＧ  ＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮ）を介してブロック１０４からブロック１０２に通信してもよい。ブロック１０２は、信号ＭＡＰ  ＭＡＴＣＨＩＮＧ  ＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮにより通信された補正情報を利用して、ブロック１０４に通信される将来の相対位置情報を調整（補正）することができる。
【００３３】
ブロック１０４は、信号ＧＮＳＳ／ＤＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ内の位置情報が、衛星ベースでなかった（例えば、ＤＲのみの位置情報）ときの時間帯の後に、信号ＧＮＳＳ／ＤＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ内の位置情報が衛星ベースであることを検出することに応答して、信号（例えば、ＳＵＳＰＥＮＤ）を生成（要求）するように更に構成してもよい。信号ＳＵＳＰＥＮＤは、制御信号を実装してもよい。様々な実施形態では、信号ＳＵＳＰＥＮＤを使用し、車両の１つ以上の運動センサ及び／又は慣性センサ１０８を使用して、デッドレコニングを抑制してもよい。
【００３４】
様々な実施形態では、信号ＳＵＳＰＥＮＤは、ブロック１０４により要求され、ブロック１０２への車両センサデータ１０８の通信を中断（禁止）してもよい。車両センサデータ１０８が、ブロック１０２に通信されることを防止される場合、ブロック１０２は、一般に、再取得された衛星信号のみに依存することを強制され、信号ＧＮＳＳ／ＤＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮに含まれる位置情報を生成する。ブロック１０２への車両センサデータ１０８の通信の中断はまた、ブロック１０２に、デッドレコニング位置情報内部に蓄積され得る相対的測位誤差をキャンセルさせることもできる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、ブロック１０４は、信号ＳＵＳＰＥＮＤを生成しない。逆に、ＧＮＳＳ衛星信号が、一定期間利用できなくなった後に利用可能になったときに、ブロック１０２は、ブロック１０２が受信した車両センサデータ１０８の使用を瞬間的に禁止するように構成してもよい。いくつかの実施形態では、ブロック１０２は、１つ以上の集積慣性センサ（例えば、集積ジャイロ、磁力計、及び／又は加速度計）を含んでもよい。ブロック１０２が１つ以上の集積慣性センサを含む実施形態では、ブロック１０２は、また同様に、集積慣性センサからの入力の使用を瞬間的に中断し、その結果、ブロック１０２に、デッドレコニングした位置情報の内部に蓄積し得る任意の相対的測位誤差をキャンセルするように構成してもよい。
【００３６】
ブロック１０８は、数多くの運動及び／又は慣性測定値を生成するように構成してもよく、それらは、ブロック１０２によって使用されて、アンテナ１０６からの衛星信号が喪失するか、又はそれ以外では利用できないときに（トンネル、車庫等）、デッドレコニング（ＤＲ）を使用して車両位置を計算することができる。車両センサ及び／又は測定値は、車両速度センサ（ＶＳＳ）、走行距離計照合センサ、車輪照合センサ、ジャイロスコープ、磁力計、加速度計、及び／又はハンドル回転センサを含んでもよいが、これらに限定されない。信号ＳＵＳＰＥＮＤを実施する実施形態では、ブロック１０８は、信号ＳＵＳＰＥＮＤを受信し得る入力を有してもよい。様々な実施形態では、ブロック１０８は、信号ＳＵＳＰＥＮＤの状態（例えば、要求されている／要求されていない）に基づいて、センサデータがブロック１０２にいつ送信されるかを判定してもよい。一例として、信号ＳＵＳＰＥＮＤが要求されるときに、ブロック１０８は、センサデータをブロック１０２に通信することを中止してもよく、信号ＳＵＳＰＥＮＤが要求されないときに、ブロック１０８は、センサデータをブロック１０２に通信することを再開してもよい。
【００３７】
アンテナ１０６からの衛星信号が利用不可能であるとき、ブロック１０２は、ブロック１０４への送信のためのデッドレコニング（ＤＲ）のみの位置データの生成を開始してもよい。ブロック１０２は、その位置情報がＤＲのみの位置情報であることをブロック１０４に示してよい。衛星信号が再取得されるとき（利用可能であるとき）、ブロック１０２は、その位置データがＧＮＳＳのみか、又はＧＮＳＳ及びＤＲ情報の組み合わせであるかをブロック１０４に示してよい。衛星信号がブロック１０２によって再取得され、かつ位置データがＧＮＳＳ及びＤＲ情報の組み合わせであるとして示されると、ブロック１０４は、信号ＳＵＳＰＥＮＤを要求し（実装されている場合）、車両センサデータ１０８がブロック１０２に送信されることを一時的に防止することができる。車両センサデータ１０８の喪失に応答して、ブロック１０２は、アンテナ１０６からの衛星信号にのみ依存するように強制され、したがって、ブロック１０４に送信された位置データを調整して、衛星データから計算された位置のみに反映させ、その位置データもまた、ブロック１０２に、デッドレコニングした位置情報内部に蓄積し得る任意の相対的測位誤差をキャンセルさせる。
【００３８】
図２を参照すると、本発明の例示的な実施形態による別の車両測位システムを例示するシステム２００の図が示されている。一例として、システム２００は、ブロック（又は回路）２０２、ブロック（又は回路）２０４、ブロック（又は回路）２０６、ブロック（又は回路）２０８、ブロック（又は回路）２１０、ブロック（又は回路）２１２、ブロック（又は回路）２１４、ブロック（又は回路）２１６、ブロック（又は回路）２１８、及びブロック（又は回路）２２０を備えてもよい。ブロック２０２は、ＧＮＳＳチップセットとして実装してもよい。ブロック２０４は、マップマッチング回路を有する電子水平線として構成された（プログラムされた）マイクロコントローラ又はプロセッサとして実装してもよい。ブロック２０６は、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）送受信機として実装してもよい。ブロック２０８は、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュ等）として実装してもよい。ブロック２１０は、低雑音増幅器（low noise amplifier、ＬＮＡ）として実装してもよい。ブロック２１２は、表面弾性波（surface acoustic wave、ＳＡＷ）フィルタとして実装してもよい。ブロック２１４は、時間基準をブロック２０２の実時間クロック部に提供するためのクロック発振器として実装してもよい。ブロック２１６は、ブロック２０２の無線周波数（radio frequency、ＲＦ）部のための低ドロップアウト（low dropout、ＬＤＯ）電圧レギュレータとして実装してもよい。ブロック２１８は、ブロック２０２のベースバンド（baseband、ＢＢ）部のための低ドロップアウト（ＬＤＯ）電圧レギュレータとして実装してもよい。ブロック２２０は、車両バッテリを使用して１つ以上の調整された供給部を提供するように構成された主電源として実装してもよい。いくつかの実施形態では、ブロック２０４は、マップマッチング動作のためのマップデータを格納するように構成された内部記憶装置２３０を含んでよい。いくつかの実施形態では、ブロック２０４は、マップマッチング動作のためのマップデータを格納するように構成された外部記憶デバイス２３２とインターフェース接続されてよい。ブロック２０４は、ブロック２０４の内部記憶装置２３０に格納されたソフトウェア又はファームウェアを使用してプログラムされてよい。
【００３９】
いくつかの実施形態では、ＧＮＳＳチップセット２０２は、車両センサデータを使用してデッドレコニング（ＤＲ）を実行するように構成してもよい。車両センサデータは、コントローラ２０４及びＣＡＮ送受信機２０６によって、車両ＣＡＮバスからＧＮＳＳチップセット２０２に通信されてもよい。ＧＮＳＳチップセット２０２にＤＲを実装する実施形態では、コントローラ２０４は、車両ＣＡＮバスからＧＮＳＳチップセット２０２に車両センサデータを渡さないことによって、又はコマンド（例えば、信号ＳＵＳＰＥＮＤ）をＧＮＳＳチップセット２０２に送信して、ＤＲ計算のための車両センサデータを利用することを瞬間的に中断することによって、ＤＲ動作を中断してもよい。
【００４０】
いくつかの実施形態では、ＧＮＳＳチップセット２０２は、ＧＮＳＳ位置計算のみを実行するように構成してもよく、コントローラ２０４は、ＣＡＮ送受信機２０６により車両ＣＡＮバスから取得された車両センサデータを使用して、デッドレコニング（ＤＲ）動作を実行するように構成してもよい。コントローラ２０４内でＤＲ動作を実施する実施形態では、コントローラ２０４は、車両ＣＡＮバスから車両センサデータを要求（又は取得）しないことによって、ＤＲ動作を中断してもよい。
【００４１】
システム２００は、車両ＣＡＮバス上に存在する自己完結型電子制御ユニット（electronic control unit、ＥＣＵ）を実装してもよい。システム２００は、車両内の他のセンサから情報を収集し、車両全体にわたって複数のシステムで使用できる、ＣＡＮバス上のＧＮＳＳ情報を公開してもよい。システム２００は、車内性能に対して最適化されたＧＮＳＳアンテナ、及び計器パネル内、フロントガラス上、又は車両の後部パッケージトレイ内に別個に搭載できるモジュールを含んでよい。はるか前方（後方パッケージトレイを使用する場合には、後方）にあり、横方向のセンターラインに近く、かつ計器パネル（又はパッケージトレイ）内のできるだけ高い地点を提供すると、一般に、ユニットは、衛星を完全に捕捉して、正確な解集合を得ることができる。
【００４２】
システム２００はまた、集積電力管理も含んでよく、この管理は、システム２００が生のバッテリ電源に直接、又はヒューズを介して、接続することが可能になる。マイクロプロセッサ２０４及びＣＡＮ送受信機２０６は、ＣＡＮバスからＧＮＳＳチップセット２０２へ、及びＧＮＳＳチップセット２０２から、ＣＡＮバス上の他の電子制御ユニット（ＥＣＵ）への通信を可能にする。
【００４３】
システム２００は、ＣＡＮバス上に常駐し、メッセージを収集してデッドレコニング（ＤＲ）位置情報を較正及び処理する。一例として、メッセージは、ＩＧＮＩＴＩＯＮ  ＳＴＡＴＥ、ＰＲＮＤＬ、２つ又は４つのホイールクリック、及びジャイロを含んでよい。ＣＡＮマイクロコントローラ２０６は、メッセージを復号化し、ＧＮＳＳチップセット２０２及び／又はコントローラ２０４に一貫したデータを送信し、その結果、ＧＮＳＳチップセット２０２及び／又はコントローラ２０４は、センサに対して較正を処理し、ＤＲを可能にする。様々な実施形態では、システム２００は、好ましくて、かつ一般的により正確なモードであるホイールクリック／ジャイロを用いて、ホイールクリック／ジャイロ、及び４つのホイールＤＲモードの両方を可能にしてもよい。
【００４４】
センサデータは、一般に、ＧＮＳＳ解法に対して較正され、一度達成されると、強化された測位を提供するために使用される。トンネル及び駐車場の場合、衛星の受信可能範囲が存在しないため、いかなるＧＮＳＳのみの解決策によるナビゲーションも不可能となるであろう。システム２００は、車両、及びマップデータ２３０又は２３２によって提供されたセンサ情報を使用して、これらの要件を経てナビゲートすることができる。都市ビルの谷間の場合、ＧＮＳＳ衛星のマルチパス信号は、マップマッチングすることが困難な極めて不正確な解決策をもたらし得る。ＧＮＳＳ及びセンサ情報を融合することによって、システム２００は、密集した都市ビルの谷間においてより十分良好な精度でナビゲートすることができる。
【００４５】
更に、システム２００は、予測エフェメリスアルゴリズム（a predicted ephemeris algorithm）を含んでよい。この予測エフェメリスアルゴリズムは、システム２００に、長いトンネル内にあった後に、又は２時間以上のオフ状態の直後の立ち上げ後に、迅速にナビゲートすることを開始させる。予測エフェメリスアルゴリズムなしの場合、システム２００は、強力な衛星信号レベルを確保し、現行のエフェメリステーブルをダウンロードする必要があり得る。予測エフェメリスありの場合、ＧＮＳＳチップセット２０２は、予測テーブルを迅速に計算し、テーブルがダウンロードされている間にナビゲーションを開始することができる。
【００４６】
いくつかの実施形態では、また、運転者支援システムプログラム（又はコード）は、コントローラ２０４の内部メモリ２３０に格納してもよい。運転者支援システムコードは、マップマッチングモジュール（ルーチン）を含んでよい。マップマッチングモジュールは、ＧＮＳＳチップセット２０２から車両地点データ（例えば、緯度、経度、標高等）を受信するマップマッチングアルゴリズムを含んでよい。様々な実施形態では、車両地点データは、ＧＮＳＳ車両地点データを、ＣＡＮバスを介してアクセス可能な少なくとも１つの車両センサからの車両センサデータと組み合わせることによって、強化され、かつより正確に作成される。例えば、コントローラ２０４は、ブロック２３０又はブロック２３２のどちらかでのマップ情報、及びＧＮＳＳチップセット２０２からの位置情報を使用して、車両がマップ情報に指定された双方向の２車線の高速道路上の区域内における一連の経度及び緯度の座標に配置されていると判定することができる。
【００４７】
様々な実施形態では、コントローラ２０４が車両の強化された地点を判定したときに、その強化された車両地点は、マップマッチングアルゴリズムと共に使用してもよい。このマップマッチングアルゴリズムは、車両の強化された地点、又はＧＮＳＳチップセット２０２からの生の地点データを使用して、ブロック２３０又はブロック２３２に含まれるマップデータの車両地点と関連付けられたナビゲーション特性を抽出することができる。マップデータから取り出されたナビゲーション特性は、多種多様なアプリケーションに使用されて、車両の能動的又は受動的安全システムに追加又は強化することができる。それらのアプリケーションプログラムは、単独で実行してもよい（例えば、単にマップデータのみで使用してもよい）。それらのアプリケーションプログラムはまた、多種多様な車両センサと関連して実行されて更なる機能性を追加することもできる。様々なアプリケーションプログラムの例が、図７に例示されている。
【００４８】
ブロック２３０又はブロック２３２に格納されたマップデータは、国内の道路のほとんどを含んでよく、車両の位置を判定することは、理論的に可能である。車両用マッチング座標軸での道路に関する幾何学的情報及び属性情報は、ブロック２３０及び２３２内のマップデータから検索してもよい。車両周辺の道路情報の収集は、電子水平線と称してもよい。典型的な電子水平線システムでは、道路は、道路の幾何学的情報、及び属性情報が定義されている多数の道路セグメント（リンクと称される）で構成されている。道路セグメントの幾何学的情報は、道路に沿った経度、緯度、標高、水平曲率、及び勾配を含んでもよいが、これらに限定されない。また、道路属性情報は、道路標識、車線数、道路機能クラス（例えば、高速自動車道、ランプ、幹線等）、車線マーキングタイプ、舗装／非舗装、及び分離／非分離を含んでもよい。車線数が示されている場合があるが、マップデータは、典型的には、個別の車線の座標を含まない。その理由は、表示される必要があり得るデータ量が極めて増大するからである。逆に、リンクは、一般的に、道路のセンターラインに対応する一次元パラメータを含む。
【００４９】
図３を参照すると、本発明の例示的な実施形態による更に別の車両測位システムを示すシステム３００の図が示されている。一例として、システム３００は、ブロック（又は回路）３０２及びブロック（又は回路）３０４を備えてもよい。ブロック３０２は、ＧＮＳＳモジュールを実装してもよい。ブロック３０４は、電子水平線モジュールを実装してもよい。ブロック３０２及び３０４は、一般に、通信チャネル（又はバス）３０６及び３０８を介して通信する。一例として、マップマッチング補正情報は、チャネル３０６を介してブロック３０２に通信されもよく、車両位置情報は、チャネル３０８を介してブロック３０４に通信されてもよい。チャネル３０６及び３０８は、有線又は無線接続として実装してもよい。
【００５０】
一例として、ブロック３０２は、ブロック（又は回路）３１０、ブロック（又は回路）３１２、ブロック（又は回路）３１４、ブロック（又は回路）３１６、ブロック（又は回路）３１８、ブロック（又は回路）３２０、及びブロック（又は回路）３２２を備えてもよい。ブロック３１０は、ＧＮＳＳチップセットとして実装してもよい。ブロック３１２は、ＣＡＮ管理マイクロコントローラ（ＭＣＵ）として実装してもよい。ブロック３１４は、二重ＣＡＮバス送受信機として実装してもよい。ブロック３１６は、任意選択の車載器のジャイロスコープ／加速度計モジュールを実装してもよい。ブロック３１８は、ユニバーサルシリアルバス（universal serial bus、ＵＳＢ）インターフェースを実装してもよい。ブロック３２０は、集積ＧＮＳＳアンテナを実装してもよい。ブロック３２２は、任意選択の外部ＧＮＳＳアンテナ及び低雑音増幅器を実装してもよい。
【００５１】
一例として、ブロック３０４は、ブロック（又は回路）３３０、ブロック（又は回路）３３２、ブロック（又は回路）３３４、及びブロック（又は回路）３３６を備えてもよい。ブロック３３０は、電子水平線及びマップマッチングモジュールとして構成された（プログラムされた）マイクロコントローラ又はプロセッサとして実装してもよい。ブロック３３２は、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュ等）として実装してもよい。ブロック３３２は、ブロック３３０の動作を制御するためのプロセッサ実行可能コードを格納してもよい。ブロック３３４は、ランダムアクセスメモリ（random access memory、ＲＡＭ）として実装してもよい。ブロック３３６は、着脱式メモリ（例えば、セキュアデジタル（secure digital、ＳＤ）メモリカード等）インターフェースとして実装してもよい。ブロック３３６は、所望のマップデータを格納しているメモリカードをプラグ接続することによって、地域マップの容易な取り替えを可能にしてもよい。また、システム３００は、電力管理も実装してよい。
【００５２】
ＧＮＳＳモジュール３０２におけるＣＡＮ管理ＭＣＵ３１２は、一般に、チャネル３０６及び３０８を介して電子水平線ＭＣＵ３３０と通信する。緯度、経度、機首方位、速度、及びＵＴＣは、ＧＮＳＳチップセット３１０によって計算されるとき、ＣＡＮ  ＭＣＵ３１２によって処理され、電子水平線ＭＣＵ３３０に送信されてもよい。電子水平線ＭＣＵ３３０は、コード（例えば、プロセッサ実行可能命令）を実行するように構成してもよく、そのコードは、位置情報を処理し、ＳＤインターフェース３３６に取り付けられたＳＤカード内のマップデータからＲＡＭ３３４内に地域マップを構築してもよい。マップマッチング及びセンターライン補正が達成されてもよく、位置データ及びマップから生成されたマップマッチングフィードバックは、チャネル３０６を介してＣＡＮ  ＭＣＵ３１２に送り返されてもよい。このＣＡＮ  ＭＣＵ３１２は、マップマッチングフィードバック（例えば、マップマッチング補正）をＧＮＳＳチップセット３１０に送信する。
【００５３】
ＧＮＳＳチップセット３１０がＤＲ解法を実施すると、ＣＡＮ  ＭＣＵ３１２はまた、ＭＣＵ３３０によって指示されて、ＣＡＮバスから受信した車両センサデータがＧＮＳＳチップセット３１０に送信されることを遮断することもできる。車両センサデータの喪失に応答して、ＧＮＳＳチップセット３１０は、アンテナ３２０又はアンテナ３２２からの衛星信号のみに依存するように強制され、したがって、ブロック３０４に送信された位置データを調整して、衛星データから計算された位置のみを反映させる。ＧＮＳＳチップセット３１０はまた、デッドレコニングされた位置情報内部に蓄積された可能性があるいかなる相対的な位置誤差もキャンセルするように強制される。ＣＡＮ  ＭＣＵ３１２は、ＣＡＮメッセージを構築し、二重ＣＡＮ送受信機３１４を介して車両データバスに基準ＧＮＳＳモジュールデータと共にＡＤＡＳデータを公開する。
【００５４】
図４を参照すると、本発明の例示的な実施形態による例示的なアーキテクチャを示すシステム４００のブロック図が示されている。このシステム４００は、本発明の実施形態による集積全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）受信機及び電子水平線モジュールを実装してもよい。システム４００は、ブロック（又は回路）４０２、ブロック（又は回路）４０４、ブロック（又は回路）４０６ａ、ブロック（又は回路）４０６ｂ、ブロック（又は回路）４０８、ブロック（又は回路）４１０ａ、ブロック（又は回路）４１０ｂ、ブロック（又は回路）４１２、ブロック（又は回路）４１４、ブロック（又は回路）４１６、ブロック（又は回路）４１８、ブロック（又は回路）４２０、ブロック（又は回路）４２２、ブロック（又は回路）４２４、ブロック（又は回路）４２６、ブロック（又は回路）４２８、いくつかのブロック（又は回路）４３０、ブロック（又は回路）４３２、ブロック（又は回路）４３４、ブロック（又は回路）４３６、ブロック（又は回路）４３８、ブロック（又は回路）４４０、ブロック（又は回路）４４２、ブロック（又は回路）４４４、ブロック（又は回路）４４６、ブロック（又は回路）４４８、及びブロック（又は回路）４５０を備えてもよい。ブロック４０２〜４５０のうちのいくつか又はすべては、少なくとも１つのプリント配線板（printed circuit board、ＰＣＢ）基材４５２に搭載又は接続されてもよい。
【００５５】
様々な実施形態では、ブロック４０２は、全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）デッドレコニング（ＤＲ）チップセットとして実装してもよい。一例として、ブロック４０２は、単独で認定されたドロップインモジュール（例えば、Ｕ−Ｂｌｏｘ、Ｔｅｓｅｏ等）を備えてもよい。様々な実施形態では、世界中の様々な国々で使用されている１つ以上の全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）（例えば、ＧＰＳ（ＵＳＡ）、ＧＬＯＮＡＳＳ（ロシア）、Ｂｅｉｄｏｕ（中国）、Ｃｏｍｐａｓｓ（中国）、Ｇａｌｉｌｅｏ（欧州）等）に準拠しているチップセットは、特定のアプリケーションの設計基準を満たすように実装してもよい。全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）という用語は、総称として使用されていて、全地球測位システム（ＧＰＳ）を含むすべての衛星支援ナビゲーションシステムを包含することが意図されている。
【００５６】
ブロック４０４は、一例として、プロセッサモジュールとして実装してもよい。いくつかの実施形態では、ブロック４０４は、いくつかのプロセッサ４０６ａ〜４０６ｎとして実装してもよい。一例として、ブロック４０６ａは、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）を実装してもよく、ブロック４０６ｂは、通信プロセッサモジュールを実装してもよい。ブロック４０８は、一例として、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）送受信機として実装してもよい。
【００５７】
ブロック４１０ａは、車載ＧＮＳＳアンテナとして実装してもよい。一例として、ブロック４１０ａは、ＧＮＳＳアンテナを搭載したプリント配線板基材を備えてもよい。一例として、アンテナ４１０ａは、マイクロストリップパッチアンテナとして実装してもよい。ブロック４１０ｂは、リモート（例えば、外部）ＧＮＳＳアンテナとして実装してもよい。ブロック４１２は、ブロック４１０ａ及び４１０ｂをブロック４０２に結合するように構成された表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタとして実装してもよい。ブロック４１０ｂは、コネクタ４１４によってブロック４１２に着脱可能に接続されてもよい。ブロック４１６は、ブロック４１０ｂのための低電圧電源回路を実装してもよい。一例として、ブロック４１６は、３．３Ｖ電源回路として実装してもよい。
【００５８】
ブロック４１８は、ブロック４０２のための水晶基準周波数発振器（ＴＣＸＯ）として実装してもよい。ブロック４２０は、リアルタイムクロック（real time clock、ＲＴＣ）発振器として実装してもよい。ブロック４２０は、低ドロップアウト（ＬＤＯ）レギュレータ（図示せず）を含んでもよい。ブロック４２２は、第２のＳＡＷフィルタとして実装してもよい。ブロック４２４は、不揮発性メモリとして実装してもよい。一例として、ブロック４２４は、ブロック４０２の外部に実装してもよい。ブロック４２４は、オペレーティングソフトウェア、及び／又はブロック４０２のためのデータを格納してもよい。一例として、ブロック４２２は、電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（electrically erasable programmable read only memory、ＥＥＰＲＯＭ）として実装してもよい。しかしながら、他の種類のメモリが、特定の実施態様の設計基準を満たすように適宜実装してもよい。ブロック４２６は、二重低ドロップアウト（ＬＤＯ）レギュレータとして実装してもよい。ブロック４２６は、１つ以上の調整された電圧を、（ｉ）ブロック４０２のＲＦフロントエンド、及び（ｉｉ）ブロック４０２のベースバンド部に提供してもよい。ブロック４２８は、一例として、ブロック４０２に対する任意選択のＵＳＢインターフェースとして実装してもよい。
【００５９】
ブロック４３０ａ〜４３０ｎは、いくつかのインターフェース及びサポートモジュールを実装してもよい。一例として、ブロック４３０ａ〜４３０ｎは、任意選択のセルラー式モデムインターフェース４３０ａ、イーサネット（登録商標）インターフェース（ＥＮＥＴ）４３０ｂ、無線通信用サポートを提供する任意選択のインターフェース４３０ｃ（例えば、ＩＥＥＥ  ８０２．１５．１  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、近距離無線通信（near field communication、ＮＦＣ）、ＩＥＥＥ  ８０２．１１（ＷｉＦｉ）等）、不揮発性メモリ（non-volatile memory、ＮＶＭ）インターフェース４３０ｄ、及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）インターフェース４３０ｅを備えてもよい。一例として、セルラー式モデムインターフェース４３０ａは、外部アンテナと接続するように構成してもよい。別の例では、セルラー式モデムインターフェース４３０ａは、システム４００を実装するために使用されるプリント配線板基材の層上に配設されたセルラー式マルチバンドアンテナを含んでもよい。プリント配線板基材４５２の単一層上に作製され得るセルラー式マルチバンドアンテナは、共同で権利化された、２０１３年１２月１７日に発行された米国特許第８，６１１，９５３号に開示され、これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。イーサネットインターフェース４３０ｂは、複数のデータ速度（例えば、１０、１００等）をサポートしてもよい。
【００６０】
ＮＶＭインターフェース４３０ｄは、例えば、１つ以上のシリアルフラッシュデバイスをブロック４０４に接続するために実装してもよい。いくつかの実施形態では、ＮＶＭインターフェース４３０ｄは、４ＭＸ８クアッドシリアルフラッシュデバイスをブロック４０４に接続する。一例として、ＮＶＭインターフェース４３０ｄは、ブロック１０４を、マップデータを格納するＮＶＭモジュールに接続してもよく、そのマップデータは、システム４００により処理された信号と共に使用してもよい。ＲＡＭインターフェース４３０ｅは、同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（synchronous dynamic random access memory、ＳＤＲＡＭ）をブロック４０４に接続するように構成してもよい。一例として、ＳＤＲＡＭは、いくつか（例えば、８個）のゼロ待機状態を含んでもよく、１６又は３２ビットメモリデバイスが、ブロック４０４に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、ＳＤＲＡＭは、６４ＭＢメモリデバイスを使って実装してもよい。ブロック４３０ｎは、１つ以上の追加のインターフェース（例えば、追加のメモリのためのメモリソケット等）のために提供してもよい。
【００６１】
ブロック４３２は、一例として、１つ以上の不揮発性メモリデバイスを接続するためのメモリソケットとして実装してもよい。一例として、ブロック４３２は、ＦＬＡＳＨメモリデバイス（例えば、８−８ＧＢ、８−３２ビット）及び／又はメモリカード（例えば、ＳＤカード等）を受容するように構成してもよい。一例として、メモリデバイスは、システム４００により処理された信号と共に使用されるマップデータを含んでもよい。ブロック４３４は、１つ以上の任意選択のデバッグポートを実装してもよい。ブロック４３６は、ブロック４０４のためのユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェースを実装してもよい。ブロック４３８は、車載３軸ジャイロスコープモジュールとして実装してもよい。ブロック４３８は、標準インターフェース（例えば、Ｉ２Ｃ、ＳＰＩ等）を使用して、ブロック４０６に接続されてもよい。システム４００は、ブロック４３８からの信号、及び／又はデッドレコニング動作のためのＣＡＮベースメッセージを使用するように構成してもよい。ブロック４４０は、ブロック４０６のためのいくつかのデバッグポートを実装してもよい。ブロック４４２は、ブロック４０６のための任意選択のＵＳＢポートを実装してもよい。ブロック４４４は、一例として、ＣＡＮバスに接続可能な電気コネクタ（例えば、車両の電子システムに差し込むことができるプラグインコネクタ、車両の電子システムに有線接続できるプリント配線板に接続されるワイヤピッグテイル等）として実装してもよい。ブロック４４６は、システム４００のための主電源を実装してもよい。一例として、ブロック４４６は、遅延開始を伴うＬＤＯレギュレータとして実装してもよい。ブロック４４８は、システム４００のための低電圧電源回路を実装してもよい。ブロック４５０は、バッテリモニタリング回路として実装してもよい。
【００６２】
ブロック４０２は、一例として、個別の表面実装デバイス（surface mount device、ＳＭＤ）を用いて実装してもよい。一例として、ブロック４０２は、２００１年８月７日に発行された米国特許第６，２７２，３４９号に記載されているＧＰＳ回路と同様に実装してもよく、これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。一例として、ブロック４０２は、ＧＮＳＳアンテナ４１０ａ及び／又は４１０ｂからの無線周波数信号を中間周波数信号に変換するための第１の集積回路と、中間周波数上で動作を実行して車両の電子システムと通信し得るＧＮＳＳ信号を生成するための第２の集積回路とを含んでもよい。一例として、ＧＮＳＳアンテナ４１０ａ及び／又は４１０ｂは、低レベルＧＮＳＳ衛星信号の受信のみの動作のために構成してもよい。フィルタ４１２は、一例として、Ｌ１  ＧＰＳ（例えば、１５７５．４２±２５ＭＨＺ）で動作する通過帯域フィルタとして実装してもよい。ただし、特定のＧＮＳＳ信号、及び実装される帯域に応じて、他のフィルタを実装してもよい。フィルタ４１２は、ブロック４０２及び周辺回路への不必要な帯域外ＲＦ信号を減衰させるように構成してもよい。ブロック４０２は、低い信号対雑音比（signal-to-noise ratio、ＳＮＲ）を伴うシステム４００によって受信した低レベルＧＮＳＳ信号を増幅するための低雑音増幅器（ＬＮＡ）回路を含んでもよい。ブロック４１６は、一般に、水晶制御基準周波数信号をブロック４０２に提供する。ブロック４０２は、一般に、ＧＮＳＳ信号を受信及び処理する。ブロック４２４は、データ記憶装置を、最後の既知の衛星位置、モジュールＩＤ記憶等のために提供してもよい。
【００６３】
一例として、ブロック４１２は、任意選択であってもよい。例えば、アプリケーションに応じて、ブロック４１２を省略してもよい。一例として、ブロック４０２は、内部フィルタと共に実装してもよい。例えば、ＧＮＳＳチップセットは、（例えば、妨害対策機能に関連して）すでに組み込まれている内部増幅器、フィルタ、及び自動利得制御を有してもよい。しかしながら、この妨害対策機能を含んでいることは、ＧＮＳＳチップセットのデッドレコニング（ＤＲ）性能に影響を及ぼす場合がある。デッドレコニングは、一般に、以前に判定された位置又は位置決定に基づいて現在の位置を推定し、経過時間及びコースにわたって既知の又は推定された速度（例えば、車両内部のセンサから）に基づいて、当該位置を前進させるプロセスを指す。
【００６４】
任意選択のセルラー式モデムインターフェース４３０ａは、携帯電話通信信号の受信及び送信のためのセルラー式送受信機として構成してもよい。一例として、任意選択のセルラー式モデムインターフェース４３０ａは、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、当初は、Ｇｒｏｕｐｅ  Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ）携帯電話通信システムと共に動作するように構成されたアンテナを含んでもよい。アンテナ及びセルラー式モデムは、一例として、ＧＳＭセルラー式電話、及びＧｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＧＰＲＳ）通信プロトコルをサポートしてもよい。セルラー式モデムインターフェース４３０ａは、様々なＧＳＭキャリア範囲（例えば、４００／４５０ＭＨＺ、８５０／９００ＭＨＺ、１８００／１９００ＭＨＺ等）内の信号と共に動作してもよい。例えば、第２世代（second generation、２Ｇ）ＧＳＭネットワークは、９００又は１８００ＭＨＺバンドで動作してもよい。９００又は１８００ＭＨＺバンドがすでに割り当てられている地点では（例えば、米国及びカナガでは）、８５０及び１９００ＭＨＺバンドを使用してもよい。
【００６５】
ＧＳＭモデムチップは、その部品が販売される国毎にライセンス供与される必要がある。任意選択のセルラー式モデムインターフェース４３０ａが実装される場合、予め認証された（例えば、ライセンス供与された）ドロップインチップを備えてもよく、コスト削減を維持する。任意選択のセルラー式モデムインターフェース４３０ａは、ブロック４０４に接続されてもよい。セルラー式電話通信データに加えて、任意選択のセルラー式モデムインターフェース４３０ａは、支援ＧＰＳ（assisted GPS、ａＧＰＳ）関連データをシステム４００に通信し、ＧＮＳＳ位置情報を（例えば、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍａｒｉｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＮＭＥＡ）標準フォーマットを使用して）送信するように構成してもよい。一例として、ａＧＰＳ関連データを使用して、これによって、そのデータを使用してフォワードエフェメリス（a forward ephemeris）を自己計算することによって最初に固定する時間を支援してもよい。別の例では、インターフェース４３０ａは、移動局に基づく支援のために使用されて、正確な時間を取得し、かつ／又はＧＮＳＳ衛星により集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール４００が衛星をより迅速に遮断するのを可能にするための軌道データ又は暦を受信してもよい。更なる別の例では、インターフェース４３０ａは、移動局支援による支援（例えば、ＧＮＳＳ情報をリモートサーバに通信して、そのサーバが情報をある位置に加工し、その位置を車両に中継して、基地局、及び／又はより良好な衛星信号等を有する基地局の探査座標を利用すること）のために使用してもよい。
【００６６】
ブロック４３２は、一例として、着脱可能なスマートカードとして実装してもよい。一例として、ブロック４３２は、加入者識別モジュール（subscriber identity module、ＳＩＭ）を実装してもよい。ブロック４３２は、ユーザの加入者情報及び電話帳データを含んでもよい。ブロック４３２は、一般に、ユーザが、車両情報を保持しながら本発明の実施形態を含む車両を変更することを可能にする。別の方法として、ユーザは、キャリア（例えば、セルラー式電話サービスプロバイダ）を変更してもよく、車両を保持している間に、ブロック４３２を変更することによって単純に変更してもよい。
【００６７】
コントローラ４０６ａは、一般に、ブロック４０２、ブロック４０６ｂ、及びブロック４０８と接続する。ブロック４０２及び４０６ａは、送信バス及び受信バスによって接続されてもよい。ブロック４０６ａ及び４０６ｂは、送信バス及び受信バスによって接続されてもよい。ブロック４０６ａは、ブロック４０２からのＧＮＳＳ位置情報受信をブロック４０４ｂに通信してもよい（例えば、ブロック４０６ｂに接続されたメモリデバイスのうちの１つ以上に含まれるマップデータを使用してマップマッチング動作のために）。ブロック４０６ａは、コマンドを含むブロック４０６ｂから信号（例えば、ＳＬＰ）を受信してもよく、そのコマンドにより、車両センサデータ及び集積センサデータ（例えば、ジャイロ）が、ブロック４０２への転送から中断されてもよい。ブロック４０８は、個別の表面実装されたデバイスを有するＣＡＮ送受信機を実装してもよい。ＣＡＮ送受信機４０８は、一般に、ＣＡＮコネクタ４４４を介して送受信機インターフェースを車両のＣＡＮバスに提供する。しかしながら、他のシステムバス及び送受信機インターフェースは、特定の実施態様の設計基準を満たすように適宜実装してもよい。システム４００はまた、車両からの電力供給（例えば、交流発電機、バッテリ等）を受容し得る主電源４４６も含んでもよい。一例として、電源４４６は、１２〜４８ボルトの範囲にわたる電源を有する車両内で動作するように設計してもよい。しかしながら、他の供給電圧は、特定の実施態様の設計基準を満たすように実装してもよい。任意選択の予備バッテリ（図示せず）もまた、システム４００をより堅牢にするために実装してもよい。
【００６８】
図５を参照すると、本発明の例示的な実施形態による車両測位システムの例示的な実施態様を示すプリント配線板５００の上面図及び側面図が示されている。一例として、プリント配線板５００は、クレジットカードサイズの全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）モジュールを実現してもよく、そのモジュールは、（ｉ）複数の衛星から受信した全地球ナビゲーション衛星システム情報、（ｉｉ）車両のセンサ入力を使用したデッドレコニング、及び（ｉｉｉ）マップマッチングを通じて生成された補正信号に基づいて、車両の位置情報を判定するように構成されている。全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であるとき、補正信号は、プリント配線板５００上のデバイスに格納された、又は外部記憶デバイスからプリント配線板５００に通信された、予め定義されたマップデータに基づいて、生成してもよい。全地球ナビゲーション衛星システム情報が、利用不可能であった後に再取得されるとき、プリント配線板５００上のデバイスのうちの１つ以上への車両センサ入力の通信が、予め定義された時間の間、中断されてもよい。
【００６９】
一例として、プリント配線板５００の第１の側面が、集積回路（又はチップ）５０２、集積回路（又はチップ）５０４、集積回路（又はチップ）５０６、及びコネクタ５０８を含んでもよい。集積回路５０２は、ＧＮＳＳチップセット（例えば、ｕ−ｂｌｏｘ  ＬＥＡ−６Ｒ、ＳＴＭｉｃｒｏｄｅｖｉｃｅｓ  Ｔｅｓｅｏ  ＩＩＩ等）を備えてもよい。集積回路５０４は、マイクロコントローラ（例えば、Ｒｅｎｅｓａｓ  Ｖ８５０）又は１つ以上のプロセッサコアを備えてもよい。集積回路５０６は、ＣＡＮバス送受信機／マイクロコントローラを備えてもよい。コネクタ５０８は、標準規格の６又は８ピンの自動車用コネクタを備えてもよい。いくつかの実施形態では、プリント配線板５００の第１の側面は、集積回路（又はチップ）５１０をも更に備えてもよい。集積回路５１０は、多軸ジャイロスコープを備えてもよい。いくつかの実施形態では、プリント配線板５００の第１の側面は、ビデオ撮像センサ（図示せず）をも更に備えてもよい。プリント配線板５００の第２の側面は、ＧＮＳＳアンテナ５２０、及び関連する接地平面５２２を備えてもよい。
【００７０】
図６を参照すると、本発明の例示的な実施形態による集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００の例示的なアプリケーションを示す図が示されている。一例として、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００は、車両６００内に搭載されてもよい。例えば、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００は、ダッシュボードの下、フロントガラスを背に、後部パッケージトレイ内、又は空の視界（例えば、ＲＦ透明材料を通して）が得られる車両内の任意の他の場所に搭載されてもよい。車両６００は、システムバス６０２（例えば、ＣＡＮバス、データバス等）、高度運転者支援システム（advanced driver assistance system、ＡＤＡＳ）６０４、並びに車両の周りに分散された多数のセンサ及び／又はアクチュエータを更に含んでもよい。センサという用語は、一般に、検知された状態（例えば、温度、レベル、位置、速度等）又は慣性測定（例えば、ホイールクリック、ジャイロ等）を表す信号を生成するデバイスを指す。アクチュエータという用語は、一般に、制御信号に応答してパラメータ又は対象（例えば、ソレノイド、ヒータ、ランプ、ワイパモータ、送風機モータ等）を制御するように構成されているデバイスを指す。センサ及び／又はアクチュエータは、エンジン関連デバイス６０６、フロントサスペンション関連デバイス６０８、駆動インターフェースデバイス６１０、駆動系関連デバイス６１２、及びリアサスペンション関連デバイス６１４を含んでもよいが、これらに限定されない。バス６０２はまた、娯楽関連システム６１６にも接続されてもよい。
【００７１】
集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００、センサ及び／又はアクチュエータは、ＡＤＡＳシステム６０４に情報を供給し、そこから制御信号を受信してもよい。集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００は、情報をＡＤＡＳシステム６０４に提供してもよく、そのシステムは、車両６００の様々なシステムを制御するために使用してもよい。提供される情報は、運転者／操作者を支援する際にＡＤＡＳシステム６０４の性能を強化させてもよい。例えば、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００からの情報は、車両内にすでに格納された情報を増強し得る地域の道路状態、トポロジー、関心ポイント等に関する高度な情報を提供してもよい。ＡＤＡＳシステム６０４は、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００から受信した情報を運転者／操作者に提供し、かつ／又はその情報を採用して１つ以上の車両特性（例えば、駆動系、サスペンション、ステアリング、ブレーキ及び安定性制御支援、適応走行制御、車線逸脱警告、予測点灯、カーブ警告等）を変更してもよい。
【００７２】
ＡＤＡＳシステム６０４によるこの変更は、例えば、車両の燃費及び／又は安全性を高めるように構成してもよい。集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００は、ＡＤＡＳシステム６０４及び／又はセンサから、リモートサイト又は複数のサイトに情報を中継するために更に使用してもよい。例えば、車両地点に伴う車両性能情報、及び運転パラメータは、リモートサイトに中継されてもよく、そこでは、その情報を使用してマップ及び／又は運転者支援情報を更新することができる。次いで、更新されたマップ及び／又は運転者支援情報は、車両に送り返され、車載性能及び応答パラメータを更新してもよい。
【００７３】
図７を参照すると、本発明の実施形態による例示的なデータフローを示す図が示されている。様々な実施形態では、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００は、車両電子システムデータバス（例えば、ＣＡＮバス）７０２を介して、複数の車両システムにデータを配信してもよい。集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００により提供及び／又は利用されるデータは、センサ（例えば、ジャイロ、ＡＢＳホイール、加速度計等）７０４から、及び／若しくはそれに基づいて受信した情報、並びに／又は積極的安全性アプリケーション７０６、システムアプリケーション７０８、運転者情報アプリケーション７１０、効率アプリケーション７１２、及びサービスアプリケーション７１４を含んでもよいが、これらに限定されない。集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００により提供及び／又は利用されるデータは、また、衛星放送７１８、ＷｉＦｉ通信、セルラー式通信等をも含んでよい。
【００７４】
積極的安全性アプリケーション７０６は、適応走行制御（adaptive cruise control、ＡＣＣ）、側盲ゾーンモニタリング、車線支援、適応ヘッドライト、及び衝突回避を含んでもよい。システムアプリケーション７０８は、ナビゲーション、コンパス、追跡、及び時刻を含んでもよい。運転者情報アプリケーション７１０は、カーブ警告、速度情報、速度制限センサ、スクールゾーン警告等を含んでもよい。効率アプリケーション７１２は、駆動系制御、エネルギー生成、予測シフト、電力管理等を含んでもよい。サービスアプリケーション７１４は、市内交通、使用に基づく料金、地域情報、広告等を含んでもよい。
【００７５】
一例として、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００により提供される情報は、緯度、経度、高さ、世界タイムクロック（universal time clock、ＵＴＣ）、対地速度、機首方位、８方位コンパス、ＤＲモード（例えば、ＧＮＳＳのみ、ＧＮＳＳ＋ＤＲ、ＤＲのみ）、３Ｄ  ａｃｃ、衛星の見える所、標高、Ｈｄｏｐ、Ｖｄｏｐ等を含んでもよい。一例として、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００は、マップデータに基づいてデッドレコニングされた車両位置を調整し、最も確度の高い経路、並びに側路に関する前方予見特徴を提供する。一例として、車両位置調整により、デッドレコニングが、１６００メートルに近づく距離に対して有効であることを可能にし、前方予見特徴は、２５００メートルの範囲を提供してもよい。しかしながら、他の範囲及び／又はユーザカスタマイズが、適宜、提供されてもよい。前方予見特徴は、勾配、曲率、マップ機首方位、道路標識、停止標識、交通信号機、道路速度、道路のアクセス容易さ等を含むが、これらに限定されない、データを提供してもよい。特定のデータは、特定の実施態様の仕様に基づき選択されてもよい。
【００７６】
ナビゲーションアプリケーション７０８は、マップ、ディスプレイ、及びソフトウェアを含んでもよいが、これらに限定されない。集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００は、別個のアンテナ及びＧＮＳＳチップセットを必要とせずに、地点、方向、及び速度の正確な指標を可能にするＣＡＮバス７０２に関するＧＮＳＳ測地情報をブロードキャストしてもよい。様々な実施形態では、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００は、機首方位を８方位コンパスに変換し、次いで当該情報をＣＡＮバス７０２上に公開してもよい。しかしながら、任意の数のコンパス方位が、特定の実施態様の設計基準を満たすように実装してもよい。コンパスアプリケーション７０８は、単純なディスプレイを提供し、地点プログラミング及び磁気コンパスに関連付けられた問題を排除する。サービスアプリケーション７１４は、地点に基づくサービスが、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００によりＣＡＮバス７０２上に公開された地点データを使用して提供されることを可能にしてもよい。
【００７７】
電力管理アプリケーション７１２は、道路前方の勾配を予測するＡＤＡＳメッセージを利用する。勾配情報を使用して、電力管理アプリケーション７１２は、道路レベルが外れるまでの短時間に燃料燃焼付属品（例えば、エアコン等）をオフするようにプログラミングされてもよい。駆動系制御アプリケーション７１２は、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００により提供される勾配及び曲率情報を利用する。道路勾配及び曲率情報を早い時期に識別する際、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００、並びに駆動系制御アプリケーション７１２は、運転者のよりスムーズな乗り心地のために多段速度トランスミッションのシフトを支援できる。
【００７８】
運転者情報アプリケーション７１０は、運転者の安全性を強化するための警報を提供してもよい。例えば、道路曲率及び勾配情報は、車両速度と共に使用され、危険な道路セグメント（例えば、急な坂道、急カーブ等）について運転者に警告してもよい。
【００７９】
図８を参照すると、本発明の例示的な実施形態によるプロセスを示すフロー図８００が示されている。一例として、このプロセス（又は方法）８００は、いくつかのステップ（又は状態）８０２〜８１６を備えてもよい。ステップ８０２では、プロセス８００は、ＧＮＳＳ情報、１つ以上のセンサ入力を使用したデッドレコニング（ＤＲ）、及び／又は補正情報（例えば、マップマッチングに基づく）のうちの１つ以上に基づいて、位置情報を判定してもよい。この１つ以上のセンサ入力は、運動センサ及び／又は慣性センサの測定値を含んでもよい。一例として、位置情報は、ＧＮＳＳチップセットを使用して判定されてもよい。位置情報は、ＧＮＳＳのみ、ＧＮＳＳに加えてデッドレコニング（ＤＲ）、及び／又はＤＲのみの情報を含んでもよい。ステップ８０４では、プロセス８００は、位置情報がＤＲのみ情報を含むかどうかを判定する。
【００８０】
位置情報がＤＲのみの場合、プロセス８００は、ステップ８０６に進む。ステップ８０６では、プロセス８００は、マップマッチングを実行して、対応する道路のセンターラインに従って（例えば、車両地点に対応するマップデータによって示されるように）、デッドレコニングされた車両位置情報（例えば、ＧＮＳＳチップセットから受信される）を調整する。ステップ８０８では、プロセス８００は、補正情報（例えば、デッドレコニングされた車両位置と、車両位置に対応するマップデータ内の道路のセンターラインとの差）を判定する。補正情報を使用して、現在の相対的な（デッドレコニングされた）車両位置（例えば、ＧＮＳＳチップセット内に格納された）を更新してもよい。ステップ８１０では、プロセス８００は、調整された（補正された）位置情報を現在の地点として使用する。車両の実施形態では、プロセス８００は、調整された（補正された）車両位置データを車両の他のシステムにブロードキャストしてもよい。次いで、プロセス８００は、開始に戻ってもよい。
【００８１】
ステップ８０２での位置情報（例えば、ＧＮＳＳチップセットから受信した）が、ＤＲのみでない場合、プロセス８００は、ステップ８０４からステップ８１２に進む。ステップ８１２では、プロセス８００は、十分な衛星信号が、利用不可能であった後に再取得されたかどうかを判定する。衛星信号が、利用不可能であった後にちょうど再取得されたとき、プロセス８００は、ステップ８１４に進み、そこでは、センサデータが、位置情報を判定するために使用されるのを中断される（例えば、ＧＮＳＳチップセットへのセンサデータの通信が一時的に中断される）。衛星信号が利用不可能であった後に再取得されなかったとき、プロセス８００は、ステップ８１６に進み、そこでは、車両位置情報は、そのまま使用され、プロセス８００は、開始に移動する。
【００８２】
図９を参照すると、本発明の例示的な実施形態によるホイールチックセンサデータ利用の一時的な中断を示すグラフ９００の図が示されている。グラフ９００は、一般に、車両位置を判定するために使用されるホイールチックカウントを示す。より太い破線は、ＤＲのみの位置情報が生成されている（例えば、衛星データの不足に起因して）期間を示す。衛星情報が、利用不可能であった期間の後に利用可能になったとき、車両センサデータの利用又は受信は、グラフ９００に示されたホイールチックデータのように、一時的に遮断され（円９０２で示すように）、受信した衛星信号のみへの依存を強制し、その結果、デッドレコニングされた位置情報内部に蓄積した可能性のある任意の相対的な測位誤差を排除してもよい。
【００８３】
ＧＮＳＳ／ＤＲ判定を増強する方法を開示する。この方法は、主にデッドレコニング（ＤＲ）＋マップデータ（衛星信号を有さない）を使用したＧＮＳＳ／ＤＲシステムから主に衛星信号を使用して元に移動するＧＮＳＳ／ＤＲシステムに遷移することを含む。ＤＲ＋マップデータを使用した場合、道路内の車両を横方向に（例えば、側方に）測位する良好な動作を行っているが、ＤＲのみを使用した場合、延長された期間の後には、車両の長手方向位置の誤差を補償していない。この長手方向誤差は、衛星信号が復帰されたときに、補正できるが、従来のシステムが測位計算の主な基礎として車両センサ入力に依存しているため、その復帰は、一般的に遅い。本発明の実施形態によるＧＮＳＳ／ＤＲモジュールは、ＤＲのみからＧＮＳＳ＋ＤＲ位置判定までの過渡的な短い時間の間に、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールへの車両センサ入力を中断するように構成してもよい（例えば、ソフトウェア又はファームウェアを介して）。ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールへの車両センサ入力の中断により、運動センサ及び／又は慣性センサの測定値ではなく、主に衛星情報に依存させることによって、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールをより迅速に復帰させている。
【００８４】
図１〜図９の図に示された機能及び構造体は、従来の汎用プロセッサ、デジタルコンピュータ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、分散コンピュータリソース、及び／又は本明細書の教示によりプログラムされた同様の計算マシンのうちの１つ以上を使用して、設計、モデル化、エミュレート、及び／又はシミュレーションされ得ることは、当業者には明らかであろう。適切なソフトウェア、ファームウェア、コーディング、ルーチン、命令、オペレーションコード、マイクロコード、及び／又はプログラムモジュールが、本開示の教示に基づいて、熟練したプログラマにより容易に調製され得ることも、当業者には明らかであろう。ソフトウェアは、一般に、１つの媒体又はいくつかの媒体、例えば非一過性記憶媒体内に具現化され、複数のプロセッサのうちの１つ以上によって、連続的に又は並列して実行してもよい。
【００８５】
本発明の実施形態はまた、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit：特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（field programmable gate array：フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＰＬＤ（programmable logic device：プログラマブル論理デバイス）、ＣＰＬＤ（complex programmable logic device：結合プログラム可能論理回路）、ＳＥＡゲート、ＡＳＳＰ（application specific standard product：特定用途向け標準製品）、ＳｏＣ（system-on-chip：システムオンチップ）、ＭＣＭ（multi-chip module：マルチチップモジュール）、及び集積回路のうちの１つ以上でも実装してもよい。回路は、１つ以上のハードウェア記述言語に基づいて実装してもよい。本発明の実施形態は、フラッシュメモリ、不揮発性メモリ、ランダムアクセスメモリ、読み出し専用メモリ、磁気ディスク、フロッピーディスク、ＤＶＤ及びＤＶＤ  ＲＡＭなどの光ディスク、光磁気ディスク、及び／又は分散ストレージシステムと関連して利用してもよい。
【００８６】
本明細書内で「である（である）」及び動詞と併せて使用される場合の「してもよい」及び「一般に」という用語は、その説明が例示的であるとの意図を伝えることが意味されていて、本開示で示された特定の例、並びに本開示に基づいて導き出され得る代替例の両方を包含するのに十分広いものと考えられる。本明細書内で使用されるとき、「してもよい」及び「一般に」という用語は、対応する構成要素を省略する望ましさ又は可能性を必ずしも意味していると解釈されるべきではない。
【００８７】
本発明は、それらの実施形態を参照して詳細に示され、説明されてきたが、形式及び詳細における様々な変更が、本発明の範囲から逸脱せずに行われてもよいことが、当業者によって理解されるであろう。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年10月11日(2019.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として、車両位置判定に関し、さらに詳しくは、マップ強化型デッドレコニングを利用して、全地球ナビゲーション衛星システム（global navigation satellite system、ＧＮＳＳ）の車両位置増強を実施する方法及び／又は装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）及び全地球測位衛星（global positioning satellite、ＧＰＳ）受信機は、衛星信号を使用して絶対位置地点を判定する。また、デッドレコニング（dead-reckoning、ＤＲ）機能を含むＧＮＳＳ及びＧＰＳ受信機は、センサ入力にも依存していて、衛星信号が利用できないとき、相対的なデッドレコニング位置を導出する。この相対的なデッドレコニング位置は、蓄積されたセンサ誤差を悪化させ、最終的には使用不可能となる。この悪化した誤差は、マップデータを使用することによって最小限に抑えられ、全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）車両位置を増強することができる。しかしながら、例えば、トンネルから出て、衛星信号が再び利用可能になったとき、デッドレコニングを伴う衛星の使用に遷移して戻ることは、問題となる場合がある。従来のシステムは、ＤＲ入力に依存しているため、衛星が復帰するときシステム自体の補正が遅くなる場合がある。
【０００３】
マップ強化型デッドレコニングを利用して全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）の車両位置増強を実施することが好ましいであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２５４１１９８号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、全地球ナビゲーション衛星システム性能を向上させる方法に関する態様を包含し、この方法は、（Ａ）（ｉ）全地球ナビゲーション衛星システム情報、（ｉｉ）１つ以上のセンサ入力を使用したデッドレコニング、及び（ｉｉｉ）補正信号に基づいて、位置情報を判定するステップと、（Ｂ）全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であるときに、予め定義されたマップデータに基づいて、位置情報を調整し、かつ補正信号を生成するステップと、（Ｃ）全地球ナビゲーション衛星システム情報が、利用不可能であった後に再取得されるとき、予め定義された時間の間、デッドレコニングを中断するステップと、を含む。
【０００６】
上述の方法態様のうちのいくつかの実施形態では、この方法は、マップデータベースにアクセスして、位置情報に基づいて予め定義されたマップデータを取得することを更に含む。
【０００７】
上述の方法態様のうちのいくつかの実施形態では、１つ以上のセンサ入力は、車両のセンサ出力から、車両のデータバスを介して通信され、位置情報は、車両の地点を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上のセンサ入力への車両データバスを介した車両センサ出力の通信は、全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であった後に再取得されるとき、予め定義された時間の間、遮断される。いくつかの実施形態では、車両データバスは、コントローラエリアネットワークを含む。いくつかの実施形態では、車両センサ出力は、複数の衛星から受信した信号、デッドレコニング、及び補正信号に基づいて、位置情報を生成するように構成された全地球ナビゲーション衛星システムチップセットの少なくとも１つのセンサ入力に供給される。いくつかの実施形態では、全地球ナビゲーション衛星システムチップセットは、全地球ナビゲーション衛星システム情報がいつ利用不可能であるか、及び全地球ナビゲーション衛星システム情報が、利用不可能であった後に、いつ再取得されるかについての指標を提供するように更に構成される。
【０００８】
上述の方法態様のうちのいくつかの実施形態では、位置情報を調整することは、位置情報により示された地点を道路のセンターラインにシフトさせることを含む。いくつかの実施形態では、補正信号を生成することは、位置情報により示された地点を道路のセンターラインにシフトさせるために必要な補正を決定することを含む。
【０００９】
本発明はまた、プロセッサ実行可能命令を含むコンピュータ可読記憶媒体に関する態様も包含し、この命令は、全地球ナビゲーション衛星システム受信機のプロセッサによる実行時に、プロセッサに、（ｉ）複数の衛星から受信した全地球ナビゲーション衛星システム情報、（ｉｉ）１つ以上のセンサ入力を使用したデッドレコニング、及び（ｉｉｉ）補正信号に基づいて、位置情報を判定するステップと、全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であるときに、予め定義されたマップデータに基づいて、位置情報を調整し、かつ補正信号を生成するステップと、全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であった後に再取得されるとき、予め定義された時間の間、デッドレコニングを中断するステップと、を実行させる。
【００１０】
本発明はまた、装置に関する態様も包含し、この装置は、（ｉ）全地球ナビゲーション衛星システム情報、（ｉｉ）１つ以上のセンサ入力を使用したデッドレコニング、及び（ｉｉｉ）補正信号に基づいて、位置情報を判定するように構成された第１の回路と、（ｉ）予め定義されたマップデータに基づいて、補正信号を生成し、かつ（ｉｉ）全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であった後に再取得されるとき、第１の回路への車両の１つ以上のセンサ入力の通信を一時的に中断するように構成された第２の回路と、を備える。
【００１１】
上述の装置態様のうちのいくつかの実施形態では、マップデータは、全領域の道路情報、道路地点情報、道路曲率情報、路面情報、道路勾配情報、道路車線数、制限速度、トンネル地点、及びトンネル長さのうちの１つ以上を含む。いくつかの実施形態では、マップデータは、衛星情報が利用不可能であることが知られている区域の道路情報に限定される。いくつかの実施形態では、マップデータは、トンネルを有する道路区間の地点及び長さ情報に限定される。
【００１２】
上述の装置態様のうちのいくつかの実施形態では、第２の回路は、（ｉ）車両データバスから１つ以上のセンサ入力を受信するように、（ｉｉ）全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用可能であるか、又は利用不可能になったときに、車両データバスから受信した１つ以上のセンサ入力を第１の回路に通信するように、かつ（ｉｉｉ）全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であった後に再取得されるときに、第１の回路への車両データバスから受信した１つ以上のセンサ入力の通信を一時的に中断するように、更に構成される。
【００１３】
上述の装置態様のうちのいくつかの実施形態では、第２の回路は、第１の回路から受信した位置情報が、デッドレコニングのみから、衛星に加えてデッドレコニングに変化するときに、第１の回路への１つ以上のセンサ入力の通信を一時的に中断するように更に構成される。
【００１４】
上述の装置態様のうちのいくつかの実施形態では、第１の回路及び第２の回路は、単一のプリント配線板上に配設される。
【００１５】
上述の装置態様のうちのいくつかの実施形態では、第１の回路及び第２の回路は、別個のプリント配線板上に配設される。
【００１６】
上述の装置態様のうちのいくつかの実施形態では、第１の回路及び第２の回路は、単一のプリント配線板の第１の側面上に配設され、衛星信号を受信するように構成されたアンテナが、当該プリント配線板の第２の側面上に配設される。
【００１７】
上述の装置態様のうちのいくつかの実施形態では、第２の回路は、プロセッサ、並びに（ｉ）予め定義されたマップデータ、及び（ｉｉ）コンピュータ実行可能命令を格納する非一過性コンピュータ可読記憶媒体を備え、それらの命令は、プロセッサによる実行時に、プロセッサに、（ｉ）予め定義されたマップデータに基づいて補正信号を生成させ、（ｉｉ）全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であった後に再取得されるとき、第１の回路への１つ以上のセンサ入力の通信を一時的に中断させる。
【００１８】
本発明の実施形態は、以下の詳細な説明、並びに添付の特許請求の範囲、及び図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】例示的な実施形態による例示的な車両測位システムを示す図である。
【図２】例示的な実施形態による別の車両測位システムを示す図である。
【図３】例示的な実施形態による更に別の車両測位システムを示す図である。
【図４】例示的な実施形態による車両測位システムの例示的な実装を示す図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態による車両測位システムの例示的なプリント配線板実装を示す図である。
【図６】図１のシステムを組み込んでいる車両を示す図である。
【図７】図１のシステムによってサポートされるアプリケーションを示す略図である。
【図８】本発明の例示的な実施形態によるプロセスを示すフロー図である。
【図９】本発明の例示的な実施形態によるセンサデータ利用の一時的な中断を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態は、マップ強化型デッドレコニングを利用した全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）車両位置増強を提供することを含み、（ｉ）衛星信号の再取得中（又はその後）にＧＮＳＳ／ＧＰＳ／ＤＲモジュールへのセンサ入力を中断し、（ｉｉ）受信機をより迅速に復帰させ、（ｉｉｉ）ＧＮＳＳ／ＧＰＳ／ＤＲモジュールを衛星情報に主に依存させ、（ｉｖ）ＧＮＳＳ／ＧＰＳ／ＤＲモジュールに、衛星信号の再取得時に蓄積された長手方向の誤差を補正させ、（ｖ）デッドレコニングを拡張し、（ｖｉ）デッドレコニング計算における運動センサ及び／又は慣性センサの入力の利用を一時的に中断し、及び／又は（ｖｉｉ）１つ以上の集積回路として実装してもよい。
【００２１】
全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）又は全地球測位システム（ＧＰＳ）は、複数（例えば、４つ以上）の衛星からの信号を使用して絶対的全地球測位を導出（計算）する。ＧＮＳＳは、ＧＰＳの上位集合である。ＧＮＳＳ、ＧＰＳ、及びＧＮＳＳ／ＧＰＳという用語は、本発明の意図された範囲に影響を及ぼすことなく、本発明の様々な実施形態に関して区別なく使用してもよいことは、衛星ベースナビゲーション及び／又は測位システム（例えば、全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）、全地球測位システム（ＧＰＳ）等）の分野の当業者には、明らかであろう。
【００２２】
ＧＮＳＳシステムは、十分な衛星が利用可能である（例えば、電子的に視認可能である）限り、非常にうまく機能する。ＧＮＳＳシステムは、パーソナルナビゲーションデバイス（例えば、手持ち式ユニット、携帯電話等）において、及び車両（例えば、車両の追跡、運転者支援等）において、使用してもよい。しかしながら、車両が、トンネル、車庫、又は十分な衛星の電子的な視認性を制限する他のエリアに入ったとき、衛星信号は、利用不可能となり、ＧＮＳＳシステムは、衛星を使用して絶対的な全地球的位置を正確に計算することがもはやできない。
【００２３】
デッドレコニング若しくはデッドレコニング又は推測レコニング（ＤＲ）と称される技術が導入され、ＧＮＳＳ衛星ベース測位が増強された。十分な衛星からの信号が遮断されるか、又は利用可能でない場合、ＧＮＳＳ／ＤＲシステムは、デッドレコニングを使用し、例えば、１つ以上のセンサ入力（例えば、運動センサ、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、車両速度センサ（ＶＳＳ）、走行距離計チックセンサ、ホイールチックセンサ、ジャイロスコープ、磁力計、加速度計、ハンドル回転センサ等）からの測定値を使用して、最後の既知の絶対位置に対する現在の（慣性）位置を判定（計算）することができる。この１つ以上のセンサは、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュール（例えば、集積化されたジャイロ、磁力計、及び／又は加速度計）の一部、かつ／又は車両の一部とすることができる。運動センサ及び／又は慣性測定センサが車両の一部である実施形態では、運動センサ及び／又は慣性測定センサは、車両通信／データバス（例えば、コントローラエリアネットワーク（Controller Area Network、ＣＡＮ）上のメッセージ等）を通じてアクセス可能であってもよい。
【００２４】
一般に、ＧＮＳＳ情報は、計算された位置が許容範囲内にある場合（例えば、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号から計算された位置情報の位置精度は、品質検査に合格する場合）、利用可能であるとみなしてよい。ＧＮＳＳ衛星信号から計算された位置情報が、許容範囲内にない場合、又はＧＮＳＳ衛星信号が全く利用できない場合、ＧＮＳＳ情報は、利用不可能であるとみなしてよい。ＧＮＳＳ情報は、ＧＮＳＳ情報の精度が許容範囲内に戻るようなとき（例えば、衛星信号の十分な数量及び品質がＧＮＳＳ衛星から受信されて品質検査に合格するとき）まで、利用不可能なままの状態にあるとみなしてよい。衛星信号が局所的な地形によって影響を及ぼされる可能性のある方法の例は、「ＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ  ＤＥＡＤ  ＲＥＣＫＯＮＩＮＧ  ＷＩＴＨ  ＤＹＮＡＭＩＣ  ＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ／ＯＲ  ＤＹＮＡＭＩＣ  ＷＥＩＧＨＴＩＮＧ」と題する２０１６年３月２３日に出願された、同時係属中の米国特許出願第１５／０７８，５１４号の中に見出してもよい。そして、これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００２５】
デッドレコニングは、短距離の場合、良好に機能する。しかしながら、より長い距離の場合、センサデータ内の蓄積された誤差が、最終的に位置オフセットをもたらし、報告された位置を損なう。蓄積されたセンサオフセットは、最終的に、相対位置を使用できない状態にするため、従来のデッドレコニングは、限定される。従来のデッドレコニングに関する限定された有用性は、十分な衛星の電子的な視界を限定された区域内を車両が移動する用途（例えば、数マイル延在するトンネルを通る、山岳を通過する、又は湾の下を通る、車庫内等）に関しては、深刻な問題を引き起こす。
【００２６】
様々な実施形態では、マップ比較（又はマップマッチング）技術が実施され、デッドレコニングされた車両位置を増強してもよい。一例として、衛星信号が利用不可能であるとき、マップ比較モジュールが、（ｉ）ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールからデッドレコニングされた車両位置を受信してもよく、（ｉｉ）マップデータベースを使用して、現在位置の対応する道路セグメントのセンターラインにそのデッドレコニングされた車両位置を調整してもよく、（ｉｉｉ）その調整（補正）された位置（又は補正信号）をＧＮＳＳ／ＤＲモジュールにフィードバックして、ＤＲ横方向の位置誤差を低減又は排除してもよい。その位置は、運転全体にわたって道路センターラインに保持されてもよい。衛星信号が再び利用可能である（例えば、衛星信号が再取得される）ときに、測位は、混合されたＧＮＳＳ／ＤＲ解法に戻ってもよく、閉ループのマップマッチングフィードバックが中断されてもよい。マップマッチングフィードバックを使用してＧＮＳＳ／ＤＲ測位を増強することによって、蓄積された横方向の位置誤差が、長期間、仮想的に排除されてもよい。この方法により、多くのマイル間を延在する長いトンネル内での車両の測位を大幅に改善することができる。
【００２７】
本発明による電子水平線デバイスに関する様々な実施形態では、道路マップ（例えば、衛星信号が利用不可能であるトンネルなどの全領域又は限定区域の）が、システム中に組み込まれる。車両が車道に制限されているという前提の下では、「マップマッチング」アルゴリズムを使用することによって、水平線デバイスは、ＧＮＳＳ報告された位置を、最も可能性の高い実際の位置と比較することができる。様々な実施形態では、ソフトウェアを使用してその比較を行い、かつ補正された位置を生成し、次いで、その補正された位置は、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールに戻って報告されてもよい。ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールは、補正された位置を使用して、報告された位置を適宜調整する。様々な実施形態では、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールへのマップマッチングフィードバックは、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールがＤＲのみの位置を報告する（例えば、衛星が全く利用できない）ときにのみ開始される。
【００２８】
しかしながら、マップマッチング中に選択された道路セグメントが正確でないか、又は運動センサ及び／若しくは慣性センサの誤差が十分に大きい場合、衛星信号が再取得されたときに判定された絶対位置は、現在の慣性位置から変化し得る。従来のＧＮＳＳ／ＤＲシステムは、衛星信号が利用不可能であるときに計算された慣性位置と、衛星信号が再取得されたときに計算される新しい絶対位置との間の差を調整するには、時間がかかる場合があり得る。度合いを強めた誤差は、マップデータを使用することによって最小限に抑えられ、ＧＮＳＳ車両位置を増強することができる。しかしながら、例えば、トンネルから出て、衛星信号が再び利用可能になったとき、デッドレコニングを伴う衛星の使用に遷移して戻ることは、問題となる場合がある。具体的には、従来のシステムは、ＤＲ入力に依存しているため、衛星が復帰するときシステム自体の補正が遅くなる場合がある。
【００２９】
本発明の実施形態によるＧＮＳＳ／ＤＲモジュールが、衛星信号が再び利用可能であることを報告するとき、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールは、衛星に位置判定のみを行わせるように強制してもよい。衛星信号を再取得する際、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールに、衛星を位置判定のみ行わせるように強制することが好ましい。その理由は、マップマッチングフィードバックが横方向の誤差（左から右へ）を補正している間、マップマッチングフィードバックは、一般に、蓄積された長手方向の誤差（前から後ろへ）を補正しないからである。
【００３０】
様々な実施形態では、一旦、衛星信号の受信を再開すると、システムは、車両、及び／又はＧＮＳＳ／ＤＲモジュールによる集積センサフィードバックの利用を瞬間的に中断して、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールを位置計算のために衛星信号のみに依存させ、かつ維持されている任意の「相対的」ＤＲ位置を排出させてもよい。この車両及び／又は集積センサフィードバックの利用の瞬間的な中断によって、一旦衛星が利用可能であるとき、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールは、任意の蓄積された長手方向の誤差を補正する。
【００３１】
図１を参照すると、本発明の例示的な実施形態による例示的な車両測位システムを示すシステム１００のブロック図が示されている。一例として、システム１００は、ブロック（又は回路）１０２、ブロック（又は回路）１０４、ブロック（又は回路）１０６、及びブロック（又は回路）１０８を含んでよい。ブロック１０２は、ＧＮＳＳチップセットとして実装してもよい。ブロック１０４は、マップマッチング回路を有する電子水平線として実装してもよい。ブロック１０６は、ＧＮＳＳアンテナとして実装してもよい。ブロック１０８は、１つ以上の車両センサとして実装してもよい。車両センサは、運動センサ及び／又は慣性センサを含んでもよい。本発明は、車両ベースの実施形態の例を用いて説明されているが、本発明はまた、手持ち式パーソナルナビゲーションデバイスの文脈でも適用できることは明らかであろう。この手持ち式パーソナルナビゲーションデバイスでは、ブロック１０８は、１つ以上の集積化された運動センサ及び／又は慣性センサとして実装されるであろう。
【００３２】
ブロック１０２は、（ｉ）アンテナ１０６を介して複数の衛星から受信した信号と関連付けられた全地球ナビゲーション衛星システム情報、（ｉｉ）ブロック１０４から受信したマップマッチング補正信号、及び（ｉｉｉ）ブロック１０８から受信したセンサデータを使用して、車両の位置情報を生成（計算）するように構成してもよい。ブロック１０２は、位置信号（例えば、ＧＮＳＳ／ＤＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ）を介して、計算された車両位置をブロック１０４に通信するように構成してもよい。ブロック１０４に通信された位置情報はまた、ソース指標（例えば、ＧＮＳＳのみ、ＧＮＳＳに加えてデッドレコニング（ＤＲ）、及び／又はＤＲのみのインジケータ若しくはフラグ）も含んでよい。
【００３３】
ブロック１０４は、位置信号ＧＮＳＳ／ＤＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮを受信し、かつ信号ＧＮＳＳ／ＤＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮにより特定された車両位置、及び、例えば、マップデータベース１１０に格納された予め定義されたデジタルマップデータを使用したマップマッチング動作に基づいて、補正係数を計算するように構成してもよい。一例として、ブロック１０４は、プロセッサ可読記憶媒体（例えば、メモリ）１１２に格納されたソフトウェア（又はファームウェア）によって構成してもよい。一例として、ブロック１０４は、信号ＧＮＳＳ／ＤＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮにより特定された車両位置を使用して電子マップ上に車両の位置を配置し、次いで、マップデータ１１０に基づいて信号ＧＮＳＳ／ＤＲ位置により指定された位置に対応する道路セグメントのセンターラインに従って、車両の横方向の位置をシフト（調整）するための補正係数を計算するように構成してもよい。この補正情報は、補正信号（例えば、ＭＡＰ  ＭＡＴＣＨＩＮＧ  ＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮ）を介してブロック１０４からブロック１０２に通信してもよい。ブロック１０２は、信号ＭＡＰ  ＭＡＴＣＨＩＮＧ  ＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮにより通信された補正情報を利用して、ブロック１０４に通信される将来の相対位置情報を調整（補正）することができる。
【００３４】
ブロック１０４は、信号ＧＮＳＳ／ＤＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ内の位置情報が、衛星ベースでなかった（例えば、ＤＲのみの位置情報）ときの時間帯の後に、信号ＧＮＳＳ／ＤＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ内の位置情報が衛星ベースであることを検出することに応答して、信号（例えば、ＳＵＳＰＥＮＤ）を生成（要求）するように更に構成してもよい。信号ＳＵＳＰＥＮＤは、制御信号を実装してもよい。様々な実施形態では、信号ＳＵＳＰＥＮＤを使用し、車両の１つ以上の運動センサ及び／又は慣性センサ１０８を使用して、デッドレコニングを抑制してもよい。
【００３５】
様々な実施形態では、信号ＳＵＳＰＥＮＤは、ブロック１０４により要求され、ブロック１０２への車両センサデータ１０８の通信を中断（禁止）してもよい。車両センサデータ１０８が、ブロック１０２に通信されることを防止される場合、ブロック１０２は、一般に、再取得された衛星信号のみに依存することを強制され、信号ＧＮＳＳ／ＤＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮに含まれる位置情報を生成する。ブロック１０２への車両センサデータ１０８の通信の中断はまた、ブロック１０２に、デッドレコニング位置情報内部に蓄積され得る相対的測位誤差をキャンセルさせることもできる。
【００３６】
いくつかの実施形態では、ブロック１０４は、信号ＳＵＳＰＥＮＤを生成しない。逆に、ＧＮＳＳ衛星信号が、一定期間利用できなくなった後に利用可能になったときに、ブロック１０２は、ブロック１０２が受信した車両センサデータ１０８の使用を瞬間的に禁止するように構成してもよい。いくつかの実施形態では、ブロック１０２は、１つ以上の集積慣性センサ（例えば、集積ジャイロ、磁力計、及び／又は加速度計）を含んでもよい。ブロック１０２が１つ以上の集積慣性センサを含む実施形態では、ブロック１０２は、また同様に、集積慣性センサからの入力の使用を瞬間的に中断し、その結果、ブロック１０２に、デッドレコニングした位置情報の内部に蓄積し得る任意の相対的測位誤差をキャンセルするように構成してもよい。
【００３７】
ブロック１０８は、数多くの運動及び／又は慣性測定値を生成するように構成してもよく、それらは、ブロック１０２によって使用されて、アンテナ１０６からの衛星信号が喪失するか、又はそれ以外では利用できないときに（トンネル、車庫等）、デッドレコニング（ＤＲ）を使用して車両位置を計算することができる。車両センサ及び／又は測定値は、車両速度センサ（ＶＳＳ）、走行距離計照合センサ、車輪照合センサ、ジャイロスコープ、磁力計、加速度計、及び／又はハンドル回転センサを含んでもよいが、これらに限定されない。信号ＳＵＳＰＥＮＤを実施する実施形態では、ブロック１０８は、信号ＳＵＳＰＥＮＤを受信し得る入力を有してもよい。様々な実施形態では、ブロック１０８は、信号ＳＵＳＰＥＮＤの状態（例えば、要求されている／要求されていない）に基づいて、センサデータがブロック１０２にいつ送信されるかを判定してもよい。一例として、信号ＳＵＳＰＥＮＤが要求されるときに、ブロック１０８は、センサデータをブロック１０２に通信することを中止してもよく、信号ＳＵＳＰＥＮＤが要求されないときに、ブロック１０８は、センサデータをブロック１０２に通信することを再開してもよい。
【００３８】
アンテナ１０６からの衛星信号が利用不可能であるとき、ブロック１０２は、ブロック１０４への送信のためのデッドレコニング（ＤＲ）のみの位置データの生成を開始してもよい。ブロック１０２は、その位置情報がＤＲのみの位置情報であることをブロック１０４に示してよい。衛星信号が再取得されるとき（利用可能であるとき）、ブロック１０２は、その位置データがＧＮＳＳのみか、又はＧＮＳＳ及びＤＲ情報の組み合わせであるかをブロック１０４に示してよい。衛星信号がブロック１０２によって再取得され、かつ位置データがＧＮＳＳ及びＤＲ情報の組み合わせであるとして示されると、ブロック１０４は、信号ＳＵＳＰＥＮＤを要求し（実装されている場合）、車両センサデータ１０８がブロック１０２に送信されることを一時的に防止することができる。車両センサデータ１０８の喪失に応答して、ブロック１０２は、アンテナ１０６からの衛星信号にのみ依存するように強制され、したがって、ブロック１０４に送信された位置データを調整して、衛星データから計算された位置のみに反映させ、その位置データもまた、ブロック１０２に、デッドレコニングした位置情報内部に蓄積し得る任意の相対的測位誤差をキャンセルさせる。
【００３９】
図２を参照すると、本発明の例示的な実施形態による別の車両測位システムを例示するシステム２００の図が示されている。一例として、システム２００は、ブロック（又は回路）２０２、ブロック（又は回路）２０４、ブロック（又は回路）２０６、ブロック（又は回路）２０８、ブロック（又は回路）２１０、ブロック（又は回路）２１２、ブロック（又は回路）２１４、ブロック（又は回路）２１６、ブロック（又は回路）２１８、及びブロック（又は回路）２２０を備えてもよい。ブロック２０２は、ＧＮＳＳチップセットとして実装してもよい。ブロック２０４は、マップマッチング回路を有する電子水平線として構成された（プログラムされた）マイクロコントローラ又はプロセッサとして実装してもよい。ブロック２０６は、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）送受信機として実装してもよい。ブロック２０８は、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュ等）として実装してもよい。ブロック２１０は、低雑音増幅器（low noise amplifier、ＬＮＡ）として実装してもよい。ブロック２１２は、表面弾性波（surface acoustic wave、ＳＡＷ）フィルタとして実装してもよい。ブロック２１４は、時間基準をブロック２０２の実時間クロック部に提供するためのクロック発振器として実装してもよい。ブロック２１６は、ブロック２０２の無線周波数（radio frequency、ＲＦ）部のための低ドロップアウト（low dropout、ＬＤＯ）電圧レギュレータとして実装してもよい。ブロック２１８は、ブロック２０２のベースバンド（baseband、ＢＢ）部のための低ドロップアウト（ＬＤＯ）電圧レギュレータとして実装してもよい。ブロック２２０は、車両バッテリを使用して１つ以上の調整された供給部を提供するように構成された主電源として実装してもよい。いくつかの実施形態では、ブロック２０４は、マップマッチング動作のためのマップデータを格納するように構成された内部記憶装置２３０を含んでよい。いくつかの実施形態では、ブロック２０４は、マップマッチング動作のためのマップデータを格納するように構成された外部記憶デバイス２３２とインターフェース接続されてよい。ブロック２０４は、ブロック２０４の内部記憶装置２３０に格納されたソフトウェア又はファームウェアを使用してプログラムされてよい。
【００４０】
いくつかの実施形態では、ＧＮＳＳチップセット２０２は、車両センサデータを使用してデッドレコニング（ＤＲ）を実行するように構成してもよい。車両センサデータは、コントローラ２０４及びＣＡＮ送受信機２０６によって、車両ＣＡＮバスからＧＮＳＳチップセット２０２に通信されてもよい。ＧＮＳＳチップセット２０２にＤＲを実装する実施形態では、コントローラ２０４は、車両ＣＡＮバスからＧＮＳＳチップセット２０２に車両センサデータを渡さないことによって、又はコマンド（例えば、信号ＳＵＳＰＥＮＤ）をＧＮＳＳチップセット２０２に送信して、ＤＲ計算のための車両センサデータを利用することを瞬間的に中断することによって、ＤＲ動作を中断してもよい。
【００４１】
いくつかの実施形態では、ＧＮＳＳチップセット２０２は、ＧＮＳＳ位置計算のみを実行するように構成してもよく、コントローラ２０４は、ＣＡＮ送受信機２０６により車両ＣＡＮバスから取得された車両センサデータを使用して、デッドレコニング（ＤＲ）動作を実行するように構成してもよい。コントローラ２０４内でＤＲ動作を実施する実施形態では、コントローラ２０４は、車両ＣＡＮバスから車両センサデータを要求（又は取得）しないことによって、ＤＲ動作を中断してもよい。
【００４２】
システム２００は、車両ＣＡＮバス上に存在する自己完結型電子制御ユニット（electronic control unit、ＥＣＵ）を実装してもよい。システム２００は、車両内の他のセンサから情報を収集し、車両全体にわたって複数のシステムで使用できる、ＣＡＮバス上のＧＮＳＳ情報を公開してもよい。システム２００は、車内性能に対して最適化されたＧＮＳＳアンテナ、及び計器パネル内、フロントガラス上、又は車両の後部パッケージトレイ内に別個に搭載できるモジュールを含んでよい。はるか前方（後方パッケージトレイを使用する場合には、後方）にあり、横方向のセンターラインに近く、かつ計器パネル（又はパッケージトレイ）内のできるだけ高い地点を提供すると、一般に、ユニットは、衛星を完全に捕捉して、正確な解集合を得ることができる。
【００４３】
システム２００はまた、集積電力管理も含んでよく、この管理は、システム２００が生のバッテリ電源に直接、又はヒューズを介して、接続することが可能になる。マイクロプロセッサ２０４及びＣＡＮ送受信機２０６は、ＣＡＮバスからＧＮＳＳチップセット２０２へ、及びＧＮＳＳチップセット２０２から、ＣＡＮバス上の他の電子制御ユニット（ＥＣＵ）への通信を可能にする。
【００４４】
システム２００は、ＣＡＮバス上に常駐し、メッセージを収集してデッドレコニング（ＤＲ）位置情報を較正及び処理する。一例として、メッセージは、ＩＧＮＩＴＩＯＮ  ＳＴＡＴＥ、ＰＲＮＤＬ、２つ又は４つのホイールクリック、及びジャイロを含んでよい。ＣＡＮマイクロコントローラ２０６は、メッセージを復号化し、ＧＮＳＳチップセット２０２及び／又はコントローラ２０４に一貫したデータを送信し、その結果、ＧＮＳＳチップセット２０２及び／又はコントローラ２０４は、センサに対して較正を処理し、ＤＲを可能にする。様々な実施形態では、システム２００は、好ましくて、かつ一般的により正確なモードであるホイールクリック／ジャイロを用いて、ホイールクリック／ジャイロ、及び４つのホイールＤＲモードの両方を可能にしてもよい。
【００４５】
センサデータは、一般に、ＧＮＳＳ解法に対して較正され、一度達成されると、強化された測位を提供するために使用される。トンネル及び駐車場の場合、衛星の受信可能範囲が存在しないため、いかなるＧＮＳＳのみの解決策によるナビゲーションも不可能となるであろう。システム２００は、車両、及びマップデータ２３０又は２３２によって提供されたセンサ情報を使用して、これらの要件を経てナビゲートすることができる。都市ビルの谷間の場合、ＧＮＳＳ衛星のマルチパス信号は、マップマッチングすることが困難な極めて不正確な解決策をもたらし得る。ＧＮＳＳ及びセンサ情報を融合することによって、システム２００は、密集した都市ビルの谷間においてより十分良好な精度でナビゲートすることができる。
【００４６】
更に、システム２００は、予測エフェメリスアルゴリズム（a predicted ephemeris algorithm）を含んでよい。この予測エフェメリスアルゴリズムは、システム２００に、長いトンネル内にあった後に、又は２時間以上のオフ状態の直後の立ち上げ後に、迅速にナビゲートすることを開始させる。予測エフェメリスアルゴリズムなしの場合、システム２００は、強力な衛星信号レベルを確保し、現行のエフェメリステーブルをダウンロードする必要があり得る。予測エフェメリスありの場合、ＧＮＳＳチップセット２０２は、予測テーブルを迅速に計算し、テーブルがダウンロードされている間にナビゲーションを開始することができる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、また、運転者支援システムプログラム（又はコード）は、コントローラ２０４の内部メモリ２３０に格納してもよい。運転者支援システムコードは、マップマッチングモジュール（ルーチン）を含んでよい。マップマッチングモジュールは、ＧＮＳＳチップセット２０２から車両地点データ（例えば、緯度、経度、標高等）を受信するマップマッチングアルゴリズムを含んでよい。様々な実施形態では、車両地点データは、ＧＮＳＳ車両地点データを、ＣＡＮバスを介してアクセス可能な少なくとも１つの車両センサからの車両センサデータと組み合わせることによって、強化され、かつより正確に作成される。例えば、コントローラ２０４は、ブロック２３０又はブロック２３２のどちらかでのマップ情報、及びＧＮＳＳチップセット２０２からの位置情報を使用して、車両がマップ情報に指定された双方向の２車線の高速道路上の区域内における一連の経度及び緯度の座標に配置されていると判定することができる。
【００４８】
様々な実施形態では、コントローラ２０４が車両の強化された地点を判定したときに、その強化された車両地点は、マップマッチングアルゴリズムと共に使用してもよい。このマップマッチングアルゴリズムは、車両の強化された地点、又はＧＮＳＳチップセット２０２からの生の地点データを使用して、ブロック２３０又はブロック２３２に含まれるマップデータの車両地点と関連付けられたナビゲーション特性を抽出することができる。マップデータから取り出されたナビゲーション特性は、多種多様なアプリケーションに使用されて、車両の能動的又は受動的安全システムに追加又は強化することができる。それらのアプリケーションプログラムは、単独で実行してもよい（例えば、単にマップデータのみで使用してもよい）。それらのアプリケーションプログラムはまた、多種多様な車両センサと関連して実行されて更なる機能性を追加することもできる。様々なアプリケーションプログラムの例が、図７に例示されている。
【００４９】
ブロック２３０又はブロック２３２に格納されたマップデータは、国内の道路のほとんどを含んでよく、車両の位置を判定することは、理論的に可能である。車両用マッチング座標軸での道路に関する幾何学的情報及び属性情報は、ブロック２３０及び２３２内のマップデータから検索してもよい。車両周辺の道路情報の収集は、電子水平線と称してもよい。典型的な電子水平線システムでは、道路は、道路の幾何学的情報、及び属性情報が定義されている多数の道路セグメント（リンクと称される）で構成されている。道路セグメントの幾何学的情報は、道路に沿った経度、緯度、標高、水平曲率、及び勾配を含んでもよいが、これらに限定されない。また、道路属性情報は、道路標識、車線数、道路機能クラス（例えば、高速自動車道、ランプ、幹線等）、車線マーキングタイプ、舗装／非舗装、及び分離／非分離を含んでもよい。車線数が示されている場合があるが、マップデータは、典型的には、個別の車線の座標を含まない。その理由は、表示される必要があり得るデータ量が極めて増大するからである。逆に、リンクは、一般的に、道路のセンターラインに対応する一次元パラメータを含む。
【００５０】
図３を参照すると、本発明の例示的な実施形態による更に別の車両測位システムを示すシステム３００の図が示されている。一例として、システム３００は、ブロック（又は回路）３０２及びブロック（又は回路）３０４を備えてもよい。ブロック３０２は、ＧＮＳＳモジュールを実装してもよい。ブロック３０４は、電子水平線モジュールを実装してもよい。ブロック３０２及び３０４は、一般に、通信チャネル（又はバス）３０６及び３０８を介して通信する。一例として、マップマッチング補正情報は、チャネル３０６を介してブロック３０２に通信されもよく、車両位置情報は、チャネル３０８を介してブロック３０４に通信されてもよい。チャネル３０６及び３０８は、有線又は無線接続として実装してもよい。
【００５１】
一例として、ブロック３０２は、ブロック（又は回路）３１０、ブロック（又は回路）３１２、ブロック（又は回路）３１４、ブロック（又は回路）３１６、ブロック（又は回路）３１８、ブロック（又は回路）３２０、及びブロック（又は回路）３２２を備えてもよい。ブロック３１０は、ＧＮＳＳチップセットとして実装してもよい。ブロック３１２は、ＣＡＮ管理マイクロコントローラ（ＭＣＵ）として実装してもよい。ブロック３１４は、二重ＣＡＮバス送受信機として実装してもよい。ブロック３１６は、任意選択の車載器のジャイロスコープ／加速度計モジュールを実装してもよい。ブロック３１８は、ユニバーサルシリアルバス（universal serial bus、ＵＳＢ）インターフェースを実装してもよい。ブロック３２０は、集積ＧＮＳＳアンテナを実装してもよい。ブロック３２２は、任意選択の外部ＧＮＳＳアンテナ及び低雑音増幅器を実装してもよい。
【００５２】
一例として、ブロック３０４は、ブロック（又は回路）３３０、ブロック（又は回路）３３２、ブロック（又は回路）３３４、及びブロック（又は回路）３３６を備えてもよい。ブロック３３０は、電子水平線及びマップマッチングモジュールとして構成された（プログラムされた）マイクロコントローラ又はプロセッサとして実装してもよい。ブロック３３２は、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュ等）として実装してもよい。ブロック３３２は、ブロック３３０の動作を制御するためのプロセッサ実行可能コードを格納してもよい。ブロック３３４は、ランダムアクセスメモリ（random access memory、ＲＡＭ）として実装してもよい。ブロック３３６は、着脱式メモリ（例えば、セキュアデジタル（secure digital、ＳＤ）メモリカード等）インターフェースとして実装してもよい。ブロック３３６は、所望のマップデータを格納しているメモリカードをプラグ接続することによって、地域マップの容易な取り替えを可能にしてもよい。また、システム３００は、電力管理も実装してよい。
【００５３】
ＧＮＳＳモジュール３０２におけるＣＡＮ管理ＭＣＵ３１２は、一般に、チャネル３０６及び３０８を介して電子水平線ＭＣＵ３３０と通信する。緯度、経度、機首方位、速度、及びＵＴＣは、ＧＮＳＳチップセット３１０によって計算されるとき、ＣＡＮ  ＭＣＵ３１２によって処理され、電子水平線ＭＣＵ３３０に送信されてもよい。電子水平線ＭＣＵ３３０は、コード（例えば、プロセッサ実行可能命令）を実行するように構成してもよく、そのコードは、位置情報を処理し、ＳＤインターフェース３３６に取り付けられたＳＤカード内のマップデータからＲＡＭ３３４内に地域マップを構築してもよい。マップマッチング及びセンターライン補正が達成されてもよく、位置データ及びマップから生成されたマップマッチングフィードバックは、チャネル３０６を介してＣＡＮ  ＭＣＵ３１２に送り返されてもよい。このＣＡＮ  ＭＣＵ３１２は、マップマッチングフィードバック（例えば、マップマッチング補正）をＧＮＳＳチップセット３１０に送信する。
【００５４】
ＧＮＳＳチップセット３１０がＤＲ解法を実施すると、ＣＡＮ  ＭＣＵ３１２はまた、ＭＣＵ３３０によって指示されて、ＣＡＮバスから受信した車両センサデータがＧＮＳＳチップセット３１０に送信されることを遮断することもできる。車両センサデータの喪失に応答して、ＧＮＳＳチップセット３１０は、アンテナ３２０又はアンテナ３２２からの衛星信号のみに依存するように強制され、したがって、ブロック３０４に送信された位置データを調整して、衛星データから計算された位置のみを反映させる。ＧＮＳＳチップセット３１０はまた、デッドレコニングされた位置情報内部に蓄積された可能性があるいかなる相対的な位置誤差もキャンセルするように強制される。ＣＡＮ  ＭＣＵ３１２は、ＣＡＮメッセージを構築し、二重ＣＡＮ送受信機３１４を介して車両データバスに基準ＧＮＳＳモジュールデータと共にＡＤＡＳデータを公開する。
【００５５】
図４を参照すると、本発明の例示的な実施形態による例示的なアーキテクチャを示すシステム４００のブロック図が示されている。このシステム４００は、本発明の実施形態による集積全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）受信機及び電子水平線モジュールを実装してもよい。システム４００は、ブロック（又は回路）４０２、ブロック（又は回路）４０４、ブロック（又は回路）４０６ａ、ブロック（又は回路）４０６ｂ、ブロック（又は回路）４０８、ブロック（又は回路）４１０ａ、ブロック（又は回路）４１０ｂ、ブロック（又は回路）４１２、ブロック（又は回路）４１４、ブロック（又は回路）４１６、ブロック（又は回路）４１８、ブロック（又は回路）４２０、ブロック（又は回路）４２２、ブロック（又は回路）４２４、ブロック（又は回路）４２６、ブロック（又は回路）４２８、いくつかのブロック（又は回路）４３０、ブロック（又は回路）４３２、ブロック（又は回路）４３４、ブロック（又は回路）４３６、ブロック（又は回路）４３８、ブロック（又は回路）４４０、ブロック（又は回路）４４２、ブロック（又は回路）４４４、ブロック（又は回路）４４６、ブロック（又は回路）４４８、及びブロック（又は回路）４５０を備えてもよい。ブロック４０２〜４５０のうちのいくつか又はすべては、少なくとも１つのプリント配線板（printed circuit board、ＰＣＢ）基材４５２に搭載又は接続されてもよい。
【００５６】
様々な実施形態では、ブロック４０２は、全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）デッドレコニング（ＤＲ）チップセットとして実装してもよい。一例として、ブロック４０２は、単独で認定されたドロップインモジュール（例えば、Ｕ−Ｂｌｏｘ、Ｔｅｓｅｏ等）を備えてもよい。様々な実施形態では、世界中の様々な国々で使用されている１つ以上の全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）（例えば、ＧＰＳ（ＵＳＡ）、ＧＬＯＮＡＳＳ（ロシア）、Ｂｅｉｄｏｕ（中国）、Ｃｏｍｐａｓｓ（中国）、Ｇａｌｉｌｅｏ（欧州）等）に準拠しているチップセットは、特定のアプリケーションの設計基準を満たすように実装してもよい。全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）という用語は、総称として使用されていて、全地球測位システム（ＧＰＳ）を含むすべての衛星支援ナビゲーションシステムを包含することが意図されている。
【００５７】
ブロック４０４は、一例として、プロセッサモジュールとして実装してもよい。いくつかの実施形態では、ブロック４０４は、いくつかのプロセッサ４０６ａ〜４０６ｎとして実装してもよい。一例として、ブロック４０６ａは、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）を実装してもよく、ブロック４０６ｂは、通信プロセッサモジュールを実装してもよい。ブロック４０８は、一例として、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）送受信機として実装してもよい。
【００５８】
ブロック４１０ａは、車載ＧＮＳＳアンテナとして実装してもよい。一例として、ブロック４１０ａは、ＧＮＳＳアンテナを搭載したプリント配線板基材を備えてもよい。一例として、アンテナ４１０ａは、マイクロストリップパッチアンテナとして実装してもよい。ブロック４１０ｂは、リモート（例えば、外部）ＧＮＳＳアンテナとして実装してもよい。ブロック４１２は、ブロック４１０ａ及び４１０ｂをブロック４０２に結合するように構成された表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタとして実装してもよい。ブロック４１０ｂは、コネクタ４１４によってブロック４１２に着脱可能に接続されてもよい。ブロック４１６は、ブロック４１０ｂのための低電圧電源回路を実装してもよい。一例として、ブロック４１６は、３．３Ｖ電源回路として実装してもよい。
【００５９】
ブロック４１８は、ブロック４０２のための水晶基準周波数発振器（ＴＣＸＯ）として実装してもよい。ブロック４２０は、リアルタイムクロック（real time clock、ＲＴＣ）発振器として実装してもよい。ブロック４２０は、低ドロップアウト（ＬＤＯ）レギュレータ（図示せず）を含んでもよい。ブロック４２２は、第２のＳＡＷフィルタとして実装してもよい。ブロック４２４は、不揮発性メモリとして実装してもよい。一例として、ブロック４２４は、ブロック４０２の外部に実装してもよい。ブロック４２４は、オペレーティングソフトウェア、及び／又はブロック４０２のためのデータを格納してもよい。一例として、ブロック４２２は、電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（electrically erasable programmable read only memory、ＥＥＰＲＯＭ）として実装してもよい。しかしながら、他の種類のメモリが、特定の実施態様の設計基準を満たすように適宜実装してもよい。ブロック４２６は、二重低ドロップアウト（ＬＤＯ）レギュレータとして実装してもよい。ブロック４２６は、１つ以上の調整された電圧を、（ｉ）ブロック４０２のＲＦフロントエンド、及び（ｉｉ）ブロック４０２のベースバンド部に提供してもよい。ブロック４２８は、一例として、ブロック４０２に対する任意選択のＵＳＢインターフェースとして実装してもよい。
【００６０】
ブロック４３０ａ〜４３０ｎは、いくつかのインターフェース及びサポートモジュールを実装してもよい。一例として、ブロック４３０ａ〜４３０ｎは、任意選択のセルラー式モデムインターフェース４３０ａ、イーサネット（登録商標）インターフェース（ＥＮＥＴ）４３０ｂ、無線通信用サポートを提供する任意選択のインターフェース４３０ｃ（例えば、ＩＥＥＥ  ８０２．１５．１  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、近距離無線通信（near field communication、ＮＦＣ）、ＩＥＥＥ  ８０２．１１（ＷｉＦｉ）等）、不揮発性メモリ（non-volatile memory、ＮＶＭ）インターフェース４３０ｄ、及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）インターフェース４３０ｅを備えてもよい。一例として、セルラー式モデムインターフェース４３０ａは、外部アンテナと接続するように構成してもよい。別の例では、セルラー式モデムインターフェース４３０ａは、システム４００を実装するために使用されるプリント配線板基材の層上に配設されたセルラー式マルチバンドアンテナを含んでもよい。プリント配線板基材４５２の単一層上に作製され得るセルラー式マルチバンドアンテナは、共同で権利化された、２０１３年１２月１７日に発行された米国特許第８，６１１，９５３号に開示され、これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。イーサネットインターフェース４３０ｂは、複数のデータ速度（例えば、１０、１００等）をサポートしてもよい。
【００６１】
ＮＶＭインターフェース４３０ｄは、例えば、１つ以上のシリアルフラッシュデバイスをブロック４０４に接続するために実装してもよい。いくつかの実施形態では、ＮＶＭインターフェース４３０ｄは、４ＭＸ８クアッドシリアルフラッシュデバイスをブロック４０４に接続する。一例として、ＮＶＭインターフェース４３０ｄは、ブロック１０４を、マップデータを格納するＮＶＭモジュールに接続してもよく、そのマップデータは、システム４００により処理された信号と共に使用してもよい。ＲＡＭインターフェース４３０ｅは、同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（synchronous dynamic random access memory、ＳＤＲＡＭ）をブロック４０４に接続するように構成してもよい。一例として、ＳＤＲＡＭは、いくつか（例えば、８個）のゼロ待機状態を含んでもよく、１６又は３２ビットメモリデバイスが、ブロック４０４に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、ＳＤＲＡＭは、６４ＭＢメモリデバイスを使って実装してもよい。ブロック４３０ｎは、１つ以上の追加のインターフェース（例えば、追加のメモリのためのメモリソケット等）のために提供してもよい。
【００６２】
ブロック４３２は、一例として、１つ以上の不揮発性メモリデバイスを接続するためのメモリソケットとして実装してもよい。一例として、ブロック４３２は、ＦＬＡＳＨメモリデバイス（例えば、８−８ＧＢ、８−３２ビット）及び／又はメモリカード（例えば、ＳＤカード等）を受容するように構成してもよい。一例として、メモリデバイスは、システム４００により処理された信号と共に使用されるマップデータを含んでもよい。ブロック４３４は、１つ以上の任意選択のデバッグポートを実装してもよい。ブロック４３６は、ブロック４０４のためのユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェースを実装してもよい。ブロック４３８は、車載３軸ジャイロスコープモジュールとして実装してもよい。ブロック４３８は、標準インターフェース（例えば、Ｉ２Ｃ、ＳＰＩ等）を使用して、ブロック４０６に接続されてもよい。システム４００は、ブロック４３８からの信号、及び／又はデッドレコニング動作のためのＣＡＮベースメッセージを使用するように構成してもよい。ブロック４４０は、ブロック４０６のためのいくつかのデバッグポートを実装してもよい。ブロック４４２は、ブロック４０６のための任意選択のＵＳＢポートを実装してもよい。ブロック４４４は、一例として、ＣＡＮバスに接続可能な電気コネクタ（例えば、車両の電子システムに差し込むことができるプラグインコネクタ、車両の電子システムに有線接続できるプリント配線板に接続されるワイヤピッグテイル等）として実装してもよい。ブロック４４６は、システム４００のための主電源を実装してもよい。一例として、ブロック４４６は、遅延開始を伴うＬＤＯレギュレータとして実装してもよい。ブロック４４８は、システム４００のための低電圧電源回路を実装してもよい。ブロック４５０は、バッテリモニタリング回路として実装してもよい。
【００６３】
ブロック４０２は、一例として、個別の表面実装デバイス（surface mount device、ＳＭＤ）を用いて実装してもよい。一例として、ブロック４０２は、２００１年８月７日に発行された米国特許第６，２７２，３４９号に記載されているＧＰＳ回路と同様に実装してもよく、これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。一例として、ブロック４０２は、ＧＮＳＳアンテナ４１０ａ及び／又は４１０ｂからの無線周波数信号を中間周波数信号に変換するための第１の集積回路と、中間周波数上で動作を実行して車両の電子システムと通信し得るＧＮＳＳ信号を生成するための第２の集積回路とを含んでもよい。一例として、ＧＮＳＳアンテナ４１０ａ及び／又は４１０ｂは、低レベルＧＮＳＳ衛星信号の受信のみの動作のために構成してもよい。フィルタ４１２は、一例として、Ｌ１  ＧＰＳ（例えば、１５７５．４２±２５ＭＨＺ）で動作する通過帯域フィルタとして実装してもよい。ただし、特定のＧＮＳＳ信号、及び実装される帯域に応じて、他のフィルタを実装してもよい。フィルタ４１２は、ブロック４０２及び周辺回路への不必要な帯域外ＲＦ信号を減衰させるように構成してもよい。ブロック４０２は、低い信号対雑音比（signal-to-noise ratio、ＳＮＲ）を伴うシステム４００によって受信した低レベルＧＮＳＳ信号を増幅するための低雑音増幅器（ＬＮＡ）回路を含んでもよい。ブロック４１６は、一般に、水晶制御基準周波数信号をブロック４０２に提供する。ブロック４０２は、一般に、ＧＮＳＳ信号を受信及び処理する。ブロック４２４は、データ記憶装置を、最後の既知の衛星位置、モジュールＩＤ記憶等のために提供してもよい。
【００６４】
一例として、ブロック４１２は、任意選択であってもよい。例えば、アプリケーションに応じて、ブロック４１２を省略してもよい。一例として、ブロック４０２は、内部フィルタと共に実装してもよい。例えば、ＧＮＳＳチップセットは、（例えば、妨害対策機能に関連して）すでに組み込まれている内部増幅器、フィルタ、及び自動利得制御を有してもよい。しかしながら、この妨害対策機能を含んでいることは、ＧＮＳＳチップセットのデッドレコニング（ＤＲ）性能に影響を及ぼす場合がある。デッドレコニングは、一般に、以前に判定された位置又は位置決定に基づいて現在の位置を推定し、経過時間及びコースにわたって既知の又は推定された速度（例えば、車両内部のセンサから）に基づいて、当該位置を前進させるプロセスを指す。
【００６５】
任意選択のセルラー式モデムインターフェース４３０ａは、携帯電話通信信号の受信及び送信のためのセルラー式送受信機として構成してもよい。一例として、任意選択のセルラー式モデムインターフェース４３０ａは、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、当初は、Ｇｒｏｕｐｅ  Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ）携帯電話通信システムと共に動作するように構成されたアンテナを含んでもよい。アンテナ及びセルラー式モデムは、一例として、ＧＳＭセルラー式電話、及びＧｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＧＰＲＳ）通信プロトコルをサポートしてもよい。セルラー式モデムインターフェース４３０ａは、様々なＧＳＭキャリア範囲（例えば、４００／４５０ＭＨＺ、８５０／９００ＭＨＺ、１８００／１９００ＭＨＺ等）内の信号と共に動作してもよい。例えば、第２世代（second generation、２Ｇ）ＧＳＭネットワークは、９００又は１８００ＭＨＺバンドで動作してもよい。９００又は１８００ＭＨＺバンドがすでに割り当てられている地点では（例えば、米国及びカナガでは）、８５０及び１９００ＭＨＺバンドを使用してもよい。
【００６６】
ＧＳＭモデムチップは、その部品が販売される国毎にライセンス供与される必要がある。任意選択のセルラー式モデムインターフェース４３０ａが実装される場合、予め認証された（例えば、ライセンス供与された）ドロップインチップを備えてもよく、コスト削減を維持する。任意選択のセルラー式モデムインターフェース４３０ａは、ブロック４０４に接続されてもよい。セルラー式電話通信データに加えて、任意選択のセルラー式モデムインターフェース４３０ａは、支援ＧＰＳ（assisted GPS、ａＧＰＳ）関連データをシステム４００に通信し、ＧＮＳＳ位置情報を（例えば、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍａｒｉｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＮＭＥＡ）標準フォーマットを使用して）送信するように構成してもよい。一例として、ａＧＰＳ関連データを使用して、これによって、そのデータを使用してフォワードエフェメリス（a forward ephemeris）を自己計算することによって最初に固定する時間を支援してもよい。別の例では、インターフェース４３０ａは、移動局に基づく支援のために使用されて、正確な時間を取得し、かつ／又はＧＮＳＳ衛星により集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール４００が衛星をより迅速に遮断するのを可能にするための軌道データ又は暦を受信してもよい。更なる別の例では、インターフェース４３０ａは、移動局支援による支援（例えば、ＧＮＳＳ情報をリモートサーバに通信して、そのサーバが情報をある位置に加工し、その位置を車両に中継して、基地局、及び／又はより良好な衛星信号等を有する基地局の探査座標を利用すること）のために使用してもよい。
【００６７】
ブロック４３２は、一例として、着脱可能なスマートカードとして実装してもよい。一例として、ブロック４３２は、加入者識別モジュール（subscriber identity module、ＳＩＭ）を実装してもよい。ブロック４３２は、ユーザの加入者情報及び電話帳データを含んでもよい。ブロック４３２は、一般に、ユーザが、車両情報を保持しながら本発明の実施形態を含む車両を変更することを可能にする。別の方法として、ユーザは、キャリア（例えば、セルラー式電話サービスプロバイダ）を変更してもよく、車両を保持している間に、ブロック４３２を変更することによって単純に変更してもよい。
【００６８】
コントローラ４０６ａは、一般に、ブロック４０２、ブロック４０６ｂ、及びブロック４０８と接続する。ブロック４０２及び４０６ａは、送信バス及び受信バスによって接続されてもよい。ブロック４０６ａ及び４０６ｂは、送信バス及び受信バスによって接続されてもよい。ブロック４０６ａは、ブロック４０２からのＧＮＳＳ位置情報受信をブロック４０４ｂに通信してもよい（例えば、ブロック４０６ｂに接続されたメモリデバイスのうちの１つ以上に含まれるマップデータを使用してマップマッチング動作のために）。ブロック４０６ａは、コマンドを含むブロック４０６ｂから信号（例えば、ＳＬＰ）を受信してもよく、そのコマンドにより、車両センサデータ及び集積センサデータ（例えば、ジャイロ）が、ブロック４０２への転送から中断されてもよい。ブロック４０８は、個別の表面実装されたデバイスを有するＣＡＮ送受信機を実装してもよい。ＣＡＮ送受信機４０８は、一般に、ＣＡＮコネクタ４４４を介して送受信機インターフェースを車両のＣＡＮバスに提供する。しかしながら、他のシステムバス及び送受信機インターフェースは、特定の実施態様の設計基準を満たすように適宜実装してもよい。システム４００はまた、車両からの電力供給（例えば、交流発電機、バッテリ等）を受容し得る主電源４４６も含んでもよい。一例として、電源４４６は、１２〜４８ボルトの範囲にわたる電源を有する車両内で動作するように設計してもよい。しかしながら、他の供給電圧は、特定の実施態様の設計基準を満たすように実装してもよい。任意選択の予備バッテリ（図示せず）もまた、システム４００をより堅牢にするために実装してもよい。
【００６９】
図５を参照すると、本発明の例示的な実施形態による車両測位システムの例示的な実施態様を示すプリント配線板５００の上面図及び側面図が示されている。一例として、プリント配線板５００は、クレジットカードサイズの全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）モジュールを実現してもよく、そのモジュールは、（ｉ）複数の衛星から受信した全地球ナビゲーション衛星システム情報、（ｉｉ）車両のセンサ入力を使用したデッドレコニング、及び（ｉｉｉ）マップマッチングを通じて生成された補正信号に基づいて、車両の位置情報を判定するように構成されている。全地球ナビゲーション衛星システム情報が利用不可能であるとき、補正信号は、プリント配線板５００上のデバイスに格納された、又は外部記憶デバイスからプリント配線板５００に通信された、予め定義されたマップデータに基づいて、生成してもよい。全地球ナビゲーション衛星システム情報が、利用不可能であった後に再取得されるとき、プリント配線板５００上のデバイスのうちの１つ以上への車両センサ入力の通信が、予め定義された時間の間、中断されてもよい。
【００７０】
一例として、プリント配線板５００の第１の側面が、集積回路（又はチップ）５０２、集積回路（又はチップ）５０４、集積回路（又はチップ）５０６、及びコネクタ５０８を含んでもよい。集積回路５０２は、ＧＮＳＳチップセット（例えば、ｕ−ｂｌｏｘ  ＬＥＡ−６Ｒ、ＳＴＭｉｃｒｏｄｅｖｉｃｅｓ  Ｔｅｓｅｏ  ＩＩＩ等）を備えてもよい。集積回路５０４は、マイクロコントローラ（例えば、Ｒｅｎｅｓａｓ  Ｖ８５０）又は１つ以上のプロセッサコアを備えてもよい。集積回路５０６は、ＣＡＮバス送受信機／マイクロコントローラを備えてもよい。コネクタ５０８は、標準規格の６又は８ピンの自動車用コネクタを備えてもよい。いくつかの実施形態では、プリント配線板５００の第１の側面は、集積回路（又はチップ）５１０をも更に備えてもよい。集積回路５１０は、多軸ジャイロスコープを備えてもよい。いくつかの実施形態では、プリント配線板５００の第１の側面は、ビデオ撮像センサ（図示せず）をも更に備えてもよい。プリント配線板５００の第２の側面は、ＧＮＳＳアンテナ５２０、及び関連する接地平面５２２を備えてもよい。
【００７１】
図６を参照すると、本発明の例示的な実施形態による集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００の例示的なアプリケーションを示す図が示されている。一例として、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００は、車両６００内に搭載されてもよい。例えば、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００は、ダッシュボードの下、フロントガラスを背に、後部パッケージトレイ内、又は空の視界（例えば、ＲＦ透明材料を通して）が得られる車両内の任意の他の場所に搭載されてもよい。車両６００は、システムバス６０２（例えば、ＣＡＮバス、データバス等）、高度運転者支援システム（advanced driver assistance system、ＡＤＡＳ）６０４、並びに車両の周りに分散された多数のセンサ及び／又はアクチュエータを更に含んでもよい。センサという用語は、一般に、検知された状態（例えば、温度、レベル、位置、速度等）又は慣性測定（例えば、ホイールクリック、ジャイロ等）を表す信号を生成するデバイスを指す。アクチュエータという用語は、一般に、制御信号に応答してパラメータ又は対象（例えば、ソレノイド、ヒータ、ランプ、ワイパモータ、送風機モータ等）を制御するように構成されているデバイスを指す。センサ及び／又はアクチュエータは、エンジン関連デバイス６０６、フロントサスペンション関連デバイス６０８、駆動インターフェースデバイス６１０、駆動系関連デバイス６１２、及びリアサスペンション関連デバイス６１４を含んでもよいが、これらに限定されない。バス６０２はまた、娯楽関連システム６１６にも接続されてもよい。
【００７２】
集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００、センサ及び／又はアクチュエータは、ＡＤＡＳシステム６０４に情報を供給し、そこから制御信号を受信してもよい。集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００は、情報をＡＤＡＳシステム６０４に提供してもよく、そのシステムは、車両６００の様々なシステムを制御するために使用してもよい。提供される情報は、運転者／操作者を支援する際にＡＤＡＳシステム６０４の性能を強化させてもよい。例えば、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００からの情報は、車両内にすでに格納された情報を増強し得る地域の道路状態、トポロジー、関心ポイント等に関する高度な情報を提供してもよい。ＡＤＡＳシステム６０４は、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００から受信した情報を運転者／操作者に提供し、かつ／又はその情報を採用して１つ以上の車両特性（例えば、駆動系、サスペンション、ステアリング、ブレーキ及び安定性制御支援、適応走行制御、車線逸脱警告、予測点灯、カーブ警告等）を変更してもよい。
【００７３】
ＡＤＡＳシステム６０４によるこの変更は、例えば、車両の燃費及び／又は安全性を高めるように構成してもよい。集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００は、ＡＤＡＳシステム６０４及び／又はセンサから、リモートサイト又は複数のサイトに情報を中継するために更に使用してもよい。例えば、車両地点に伴う車両性能情報、及び運転パラメータは、リモートサイトに中継されてもよく、そこでは、その情報を使用してマップ及び／又は運転者支援情報を更新することができる。次いで、更新されたマップ及び／又は運転者支援情報は、車両に送り返され、車載性能及び応答パラメータを更新してもよい。
【００７４】
図７を参照すると、本発明の実施形態による例示的なデータフローを示す図が示されている。様々な実施形態では、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００は、車両電子システムデータバス（例えば、ＣＡＮバス）７０２を介して、複数の車両システムにデータを配信してもよい。集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００により提供及び／又は利用されるデータは、センサ（例えば、ジャイロ、ＡＢＳホイール、加速度計等）７０４から、及び／若しくはそれに基づいて受信した情報、並びに／又は積極的安全性アプリケーション７０６、システムアプリケーション７０８、運転者情報アプリケーション７１０、効率アプリケーション７１２、及びサービスアプリケーション７１４を含んでもよいが、これらに限定されない。集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００により提供及び／又は利用されるデータは、また、衛星放送７１８、ＷｉＦｉ通信、セルラー式通信等をも含んでよい。
【００７５】
積極的安全性アプリケーション７０６は、適応走行制御（adaptive cruise control、ＡＣＣ）、側盲ゾーンモニタリング、車線支援、適応ヘッドライト、及び衝突回避を含んでもよい。システムアプリケーション７０８は、ナビゲーション、コンパス、追跡、及び時刻を含んでもよい。運転者情報アプリケーション７１０は、カーブ警告、速度情報、速度制限センサ、スクールゾーン警告等を含んでもよい。効率アプリケーション７１２は、駆動系制御、エネルギー生成、予測シフト、電力管理等を含んでもよい。サービスアプリケーション７１４は、市内交通、使用に基づく料金、地域情報、広告等を含んでもよい。
【００７６】
一例として、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００により提供される情報は、緯度、経度、高さ、世界タイムクロック（universal time clock、ＵＴＣ）、対地速度、機首方位、８方位コンパス、ＤＲモード（例えば、ＧＮＳＳのみ、ＧＮＳＳ＋ＤＲ、ＤＲのみ）、３Ｄ  ａｃｃ、衛星の見える所、標高、Ｈｄｏｐ、Ｖｄｏｐ等を含んでもよい。一例として、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００は、マップデータに基づいてデッドレコニングされた車両位置を調整し、最も確度の高い経路、並びに側路に関する前方予見特徴を提供する。一例として、車両位置調整により、デッドレコニングが、１６００メートルに近づく距離に対して有効であることを可能にし、前方予見特徴は、２５００メートルの範囲を提供してもよい。しかしながら、他の範囲及び／又はユーザカスタマイズが、適宜、提供されてもよい。前方予見特徴は、勾配、曲率、マップ機首方位、道路標識、停止標識、交通信号機、道路速度、道路のアクセス容易さ等を含むが、これらに限定されない、データを提供してもよい。特定のデータは、特定の実施態様の仕様に基づき選択されてもよい。
【００７７】
ナビゲーションアプリケーション７０８は、マップ、ディスプレイ、及びソフトウェアを含んでもよいが、これらに限定されない。集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００は、別個のアンテナ及びＧＮＳＳチップセットを必要とせずに、地点、方向、及び速度の正確な指標を可能にするＣＡＮバス７０２に関するＧＮＳＳ測地情報をブロードキャストしてもよい。様々な実施形態では、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００は、機首方位を８方位コンパスに変換し、次いで当該情報をＣＡＮバス７０２上に公開してもよい。しかしながら、任意の数のコンパス方位が、特定の実施態様の設計基準を満たすように実装してもよい。コンパスアプリケーション７０８は、単純なディスプレイを提供し、地点プログラミング及び磁気コンパスに関連付けられた問題を排除する。サービスアプリケーション７１４は、地点に基づくサービスが、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００によりＣＡＮバス７０２上に公開された地点データを使用して提供されることを可能にしてもよい。
【００７８】
電力管理アプリケーション７１２は、道路前方の勾配を予測するＡＤＡＳメッセージを利用する。勾配情報を使用して、電力管理アプリケーション７１２は、道路レベルが外れるまでの短時間に燃料燃焼付属品（例えば、エアコン等）をオフするようにプログラミングされてもよい。駆動系制御アプリケーション７１２は、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００により提供される勾配及び曲率情報を利用する。道路勾配及び曲率情報を早い時期に識別する際、集積ＧＮＳＳ受信機及び電子水平線モジュール１００、並びに駆動系制御アプリケーション７１２は、運転者のよりスムーズな乗り心地のために多段速度トランスミッションのシフトを支援できる。
【００７９】
運転者情報アプリケーション７１０は、運転者の安全性を強化するための警報を提供してもよい。例えば、道路曲率及び勾配情報は、車両速度と共に使用され、危険な道路セグメント（例えば、急な坂道、急カーブ等）について運転者に警告してもよい。
【００８０】
図８を参照すると、本発明の例示的な実施形態によるプロセスを示すフロー図８００が示されている。一例として、このプロセス（又は方法）８００は、いくつかのステップ（又は状態）８０２〜８１６を備えてもよい。ステップ８０２では、プロセス８００は、ＧＮＳＳ情報、１つ以上のセンサ入力を使用したデッドレコニング（ＤＲ）、及び／又は補正情報（例えば、マップマッチングに基づく）のうちの１つ以上に基づいて、位置情報を判定してもよい。この１つ以上のセンサ入力は、運動センサ及び／又は慣性センサの測定値を含んでもよい。一例として、位置情報は、ＧＮＳＳチップセットを使用して判定されてもよい。位置情報は、ＧＮＳＳのみ、ＧＮＳＳに加えてデッドレコニング（ＤＲ）、及び／又はＤＲのみの情報を含んでもよい。ステップ８０４では、プロセス８００は、位置情報がＤＲのみ情報を含むかどうかを判定する。
【００８１】
位置情報がＤＲのみの場合、プロセス８００は、ステップ８０６に進む。ステップ８０６では、プロセス８００は、マップマッチングを実行して、対応する道路のセンターラインに従って（例えば、車両地点に対応するマップデータによって示されるように）、デッドレコニングされた車両位置情報（例えば、ＧＮＳＳチップセットから受信される）を調整する。ステップ８０８では、プロセス８００は、補正情報（例えば、デッドレコニングされた車両位置と、車両位置に対応するマップデータ内の道路のセンターラインとの差）を判定する。補正情報を使用して、現在の相対的な（デッドレコニングされた）車両位置（例えば、ＧＮＳＳチップセット内に格納された）を更新してもよい。ステップ８１０では、プロセス８００は、調整された（補正された）位置情報を現在の地点として使用する。車両の実施形態では、プロセス８００は、調整された（補正された）車両位置データを車両の他のシステムにブロードキャストしてもよい。次いで、プロセス８００は、開始に戻ってもよい。
【００８２】
ステップ８０２での位置情報（例えば、ＧＮＳＳチップセットから受信した）が、ＤＲのみでない場合、プロセス８００は、ステップ８０４からステップ８１２に進む。ステップ８１２では、プロセス８００は、十分な衛星信号が、利用不可能であった後に再取得されたかどうかを判定する。衛星信号が、利用不可能であった後にちょうど再取得されたとき、プロセス８００は、ステップ８１４に進み、そこでは、センサデータが、位置情報を判定するために使用されるのを中断される（例えば、ＧＮＳＳチップセットへのセンサデータの通信が一時的に中断される）。衛星信号が利用不可能であった後に再取得されなかったとき、プロセス８００は、ステップ８１６に進み、そこでは、車両位置情報は、そのまま使用され、プロセス８００は、開始に移動する。
【００８３】
図９を参照すると、本発明の例示的な実施形態によるホイールチックセンサデータ利用の一時的な中断を示すグラフ９００の図が示されている。グラフ９００は、一般に、車両位置を判定するために使用されるホイールチックカウントを示す。より太い破線は、ＤＲのみの位置情報が生成されている（例えば、衛星データの不足に起因して）期間を示す。衛星情報が、利用不可能であった期間の後に利用可能になったとき、車両センサデータの利用又は受信は、グラフ９００に示されたホイールチックデータのように、一時的に遮断され（円９０２で示すように）、受信した衛星信号のみへの依存を強制し、その結果、デッドレコニングされた位置情報内部に蓄積した可能性のある任意の相対的な測位誤差を排除してもよい。
【００８４】
ＧＮＳＳ／ＤＲ判定を増強する方法を開示する。この方法は、主にデッドレコニング（ＤＲ）＋マップデータ（衛星信号を有さない）を使用したＧＮＳＳ／ＤＲシステムから主に衛星信号を使用して元に移動するＧＮＳＳ／ＤＲシステムに遷移することを含む。ＤＲ＋マップデータを使用した場合、道路内の車両を横方向に（例えば、側方に）測位する良好な動作を行っているが、ＤＲのみを使用した場合、延長された期間の後には、車両の長手方向位置の誤差を補償していない。この長手方向誤差は、衛星信号が復帰されたときに、補正できるが、従来のシステムが測位計算の主な基礎として車両センサ入力に依存しているため、その復帰は、一般的に遅い。本発明の実施形態によるＧＮＳＳ／ＤＲモジュールは、ＤＲのみからＧＮＳＳ＋ＤＲ位置判定までの過渡的な短い時間の間に、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールへの車両センサ入力を中断するように構成してもよい（例えば、ソフトウェア又はファームウェアを介して）。ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールへの車両センサ入力の中断により、運動センサ及び／又は慣性センサの測定値ではなく、主に衛星情報に依存させることによって、ＧＮＳＳ／ＤＲモジュールをより迅速に復帰させている。
【００８５】
図１〜図９の図に示された機能及び構造体は、従来の汎用プロセッサ、デジタルコンピュータ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、分散コンピュータリソース、及び／又は本明細書の教示によりプログラムされた同様の計算マシンのうちの１つ以上を使用して、設計、モデル化、エミュレート、及び／又はシミュレーションされ得ることは、当業者には明らかであろう。適切なソフトウェア、ファームウェア、コーディング、ルーチン、命令、オペレーションコード、マイクロコード、及び／又はプログラムモジュールが、本開示の教示に基づいて、熟練したプログラマにより容易に調製され得ることも、当業者には明らかであろう。ソフトウェアは、一般に、１つの媒体又はいくつかの媒体、例えば非一過性記憶媒体内に具現化され、複数のプロセッサのうちの１つ以上によって、連続的に又は並列して実行してもよい。
【００８６】
本発明の実施形態はまた、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit：特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（field programmable gate array：フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＰＬＤ（programmable logic device：プログラマブル論理デバイス）、ＣＰＬＤ（complex programmable logic device：結合プログラム可能論理回路）、ＳＥＡゲート、ＡＳＳＰ（application specific standard product：特定用途向け標準製品）、ＳｏＣ（system-on-chip：システムオンチップ）、ＭＣＭ（multi-chip module：マルチチップモジュール）、及び集積回路のうちの１つ以上でも実装してもよい。回路は、１つ以上のハードウェア記述言語に基づいて実装してもよい。本発明の実施形態は、フラッシュメモリ、不揮発性メモリ、ランダムアクセスメモリ、読み出し専用メモリ、磁気ディスク、フロッピーディスク、ＤＶＤ及びＤＶＤ  ＲＡＭなどの光ディスク、光磁気ディスク、及び／又は分散ストレージシステムと関連して利用してもよい。
【００８７】
本明細書内で「である（である）」及び動詞と併せて使用される場合の「してもよい」及び「一般に」という用語は、その説明が例示的であるとの意図を伝えることが意味されていて、本開示で示された特定の例、並びに本開示に基づいて導き出され得る代替例の両方を包含するのに十分広いものと考えられる。本明細書内で使用されるとき、「してもよい」及び「一般に」という用語は、対応する構成要素を省略する望ましさ又は可能性を必ずしも意味していると解釈されるべきではない。
【００８８】
本発明は、それらの実施形態を参照して詳細に示され、説明されてきたが、形式及び詳細における様々な変更が、本発明の範囲から逸脱せずに行われてもよいことが、当業者によって理解されるであろう。
【国際調査報告】
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