JP2004163295A - ナビゲーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＰＳを受信できない場合、地図情報にない場所を移動する場合等如何なる場所でも移動体の現在位置を決定できるナビゲーションシステムを提供する。
【解決手段】自己の位置情報、通信エリア情報、基地局間位置情報を提供する基地局制御装置２０１を備えた基地局２００と、基地局２００から受信した基地局の位置情報、通信エリア情報、基地局間位置情報から車両１００の現在地を決定する現在位置決定手段を備えたナビゲーション装置１０１とにより、ＧＰＳを受信できない場合や、地図情報にない場所でも車両１００の現在位置を決定することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基地局の位置情報を利用して移動体の現在位置を決定するナビゲーションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ナビゲーションシステムにおける移動体の現在位置や進行方向を決定する方法としては、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した測位方法や、ジャイロセンサや車速度センサなどを利用して現在位置を決定する自律航法が知られている。また、決定した現在位置と地図情報を照合し現在位置を修正するマップマッチングという方法も用いられている。
また、ＧＰＳ情報やジャイロセンサ、車速度センサの誤差を修正する方法として、ＧＰＳの精度情報を利用して現在位置を修正する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
また、電波ビーコンや光ビーコンから受信したＶＩＣＳ情報のリンク番号を利用し、受信したビーコンの位置を地図情報から検索して現在位置を修正する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０６−１４８３０７号公報（３頁〜４頁、段落番号〔０００９〕〜〔００２１〕、１５９行、図１〜図４）。
【特許文献２】
特開２０００−３２１０８３号公報（５頁〜８頁、段落番号〔００１８〕〜〔００６０〕、３４１行、図１〜図６）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来例による測位方法では、以下のような問題があった。
上記のＧＰＳを用いて現在位置を修正する方法では、ＧＰＳが受信できず、自律航法により位置ずれが発生した場合、移動体の現在位置を決定することができないことがあるという問題があった。
また、地図情報にない道路を走行した場合、マップマッチングによる位置ずれが発生し、現在位置を正確に決定できないという問題があった。
また、受信したビーコンの位置から現在位置を判定して修正する方法では、基地局の通信エリアが広く、詳細な位置が決定できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、例えば、ＧＰＳを受信できない場合、地図情報にない道路を走行した場合、基地局の通信エリアの大きさが異なる場合等の如何なる場合でも、移動体の現在位置を正確に決定できるナビゲーション装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明におけるナビゲーションシステムは、自己の位置情報を供給する位置情報送信手段を備えた基地局と、位置センサにより移動体の候補位置を算出する候補位置算出手段と、算出された前記候補位置と前記位置情報とから移動体の現在位置を決定する現在位置決定手段とを備えるナビゲーション装置とを有するという構成を有している。この構成により、ＧＰＳを受信できない場所や地図情報にない道路を走行した場合等地図情報を保持していない場所でも、移動体の現在位置を正確に決定することができる。
【０００７】
本発明におけるナビゲーションシステムは、前記位置情報送信手段が、地図情報と前記地図情報における前記基地局の相対位置情報とを供給し、前記現在位置決定手段は、受信した前記地図情報と前記相対位置情報とから前記移動体の現在位置を決定するという構成を有している。この構成により、移動体の絶対位置を取得する必要がなく、また、地図情報を保持していない場合でも、基地局から受信した地図情報における現在位置を決定することができることとなる。
【０００８】
本発明におけるナビゲーションシステムは、前記基地局の通信エリア内に入ったことを検出して前記現在位置決定手段に対してエリア検出通知を供給するエリア検出手段を有し、前記位置情報送信手段は前記基地局の通信エリア情報を供給し、前記現在位置決定手段は、前記エリア検出通知を受けた後に受信した前記通信エリア情報から移動体の現在位置を決定するという構成を有している。この構成により、基地局の通信エリアの大きさに関係なく、移動体の現在位置を決定することができることとなる。
【０００９】
本発明におけるナビゲーションシステムは、前記位置情報送信手段が連続して配置されている基地局の基地局間位置情報を供給し、前記現在位置決定手段は、前記基地局間位置情報に基づき前記移動体の現在位置を決定するという構成を有している。この構成により、地図情報がない場合でも、連続する基地局の位置情報から移動体の現在位置を決定することができることとなる。
【００１０】
本発明におけるナビゲーションシステムは、前記現在位置決定手段が、前記位置情報送信手段から受信した位置情報の種類に応じて制御を切り替えるという構成を有している。この構成により、基地局からの位置情報に対応して現在位置決定手段の制御を切り替え、移動体の現在位置を決定することができることとなる。
【００１１】
本発明におけるナビゲーションシステムは、前記位置情報送信手段が、多層構造の道路及び駐車場の層情報を供給し、前記現在位置決定手段は、受信した前記層情報に対応した地図情報に切り替えて前記移動体の現在位置を決定するという構成を有している。この構成により、移動体が位置する階層が変わると、地図情報を切り替えて移動体の現在位置を決定することができることとなる。
【００１２】
本発明におけるナビゲーションシステムは、前記ナビゲーション装置が、前記基地局から前記層情報を受信したときに、受信した前記層情報を地図上に表示する表示手段を有するという構成を有している。この構成により、移動体が位置する階層が変わると、表示する地図を移動体が位置する階層の地図に切り替えて表示することができることとなる。
【００１３】
本発明におけるナビゲーション方法は、請求項１ないし７のいずれかに記載のナビゲーションシステムにおける各手段を工程として実行するという構成を有している。この構成により、ＧＰＳを受信できない場所や地図情報を保持していない場所でも、移動体の現在位置を管理することができることとなる。
【００１４】
本発明におけるプログラムは、コンピュータに請求項８に記載の各工程を実行させるという構成を有している。この構成により、ＧＰＳを受信できない場所や地図情報を保持していない場所でも移動体の現在位置を管理する処理を他のコンピュータに実行させることができることとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の第１ないし第６の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
まず、図１ないし図３を参照して、本発明の第１の実施の形態におけるナビゲーションシステムを構成する各要素の構成を説明する。
図１に示すナビゲーションシステムは、道路や施設の敷地内などに配置された基地局２００ａ〜２００ｎと、移動体（以下、車両という）１００に搭載されたナビゲーション装置１０１とから構成される。また、各基地局２００ａ〜２００ｎは、それぞれ位置情報を作成する基地局制御装置２０１ａ〜２０１ｎと、アンテナ２０６ａ〜２０６ｎとにより構成される。なお、例えば、基地局２００ａ〜２００ｎのように、複数ある構成部分を特定せずに示す場合は、以下、基地局２００のように略記する。 以上のような構成において、車両１００に搭載されたナビゲーション装置１０１は、基地局２００のアンテナ２０６を介し基地局制御装置２０１と無線通信を利用し、データ通信により車両１００の位置決定を行なう。
【００１６】
図２に示す第１の実施の形態におけるナビゲーション装置１０１は、ナビゲーション装置１０１の制御等を行うＣＰＵ１０２と、プログラムや制御に使用するパラメータ等を記憶するＲＯＭ１０３と、制御に使用するデータ等を記憶するためのＲＡＭ１０４と、基地局２００との無線通信を制御する無線通信制御手段１０５と、基地局２００の位置情報を受信する位置情報受信手段１０７と、ＧＰＳから位置情報を受信するＧＰＳ受信アンテナ１０９と、ジャイロセンサや車速度センサなどのセンサ１１０が接続され車両１００の候補位置や移動距離を検出する候補位置算出手段１０８と、基地局制御装置２０１から位置情報を受信して車両１００の現在位置を決定する現在位置決定手段１１１とを有して構成される。無線通信制御手段１０５には無線通信アンテナ１０６が接続されている。
【００１７】
なお、ナビゲーション装置１０１は、一般的なナビゲーション処理を可能にするよう構成されて、表示手段１１２により内蔵するＤＶＤ−ＲＯＭ１１３から地図情報を読み出して車両１００の現在地周辺の地図を液晶モニター等の表示手段に表示すると共に、目的地を設定入力した場合には、その目的地までの案内経路を地図上に表示することができる。また、候補位置算出手段１０８は、ＧＰＳ受信アンテナ１０９で受信したＧＰＳ情報から車両１００の緯度および経度の絶対位置を算出し、またジャイロセンサや車速度センサなどのセンサ１１０からの情報とＲＡＭ１０４に記憶されている走行履歴とから車両１００の現在位置を算出して車両１００の候補位置を決定することがでる。また、現在位置決定手段１１１は、候補位置算出手段１０８により決定した候補位置とＤＶＤ−ＲＯＭ１１３に記憶されている地図情報とを比較して車両１００の現在位置を決定する機能と、ＧＰＳを利用した測位方法や自律航法などにより現在位置を決定する機能とを有している。
【００１８】
図３に示す第１の実施の形態における基地局制御装置２０１は、この基地局制御装置２０１の制御等を行うＣＰＵ２０２と、プログラムや制御に使用するパラメータ等が記憶されているＲＯＭ２０３と、制御に使用するデータ等を記憶するＲＡＭ２０４と、車両１００との無線通信を制御する無線通信制御手段２０５と、基地局２００の位置情報を送信する位置情報送信手段２０７とを有する。無線通信制御手段２０５にはアンテナ２０６が接続されている。
【００１９】
次に、図１ないし図３を参照して、以上説明したように構成された本発明の第１の実施の形態におけるナビゲーションシステムの動作について説明する。
まず、基地局２００は、位置情報送信手段２０７により、ＲＯＭ２０３に記憶されている基地局２００の設置場所の緯度情報、および経度情報から基地局２００の絶対位置情報を作成して、無線通信制御手段２０５を介し渋滞情報や道路情報、駐車場情報などとともに、ナビゲーション装置１０１に対して基地局２００の位置情報を送信する。ナビゲーション装置１０１は、基地局２００の絶対位置情報を無線通信制御手段１０５を介して位置情報受信手段１０７により受信する。ナビゲーション装置１０１の現在位置決定手段１１１は、候補位置算出手段１０８により決定した車両１００の候補位置と受信した基地局２００の絶対位置情報から車両１００の現在位置を決定する。
【００２０】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、ＧＰＳを受信できない場所や地図情報を保持していない場所でも車両１００の現在位置を決定することができる。
なお、無線通信制御手段１０５はナビゲーション装置１０１に内蔵しているものとして説明したが、ＶＩＣＳ受信機やＥＴＣ車載機等のナビゲーション装置１０１に接続されている他の装置で構成しても同様の効果が得られる。また、地図情報を記憶しているＤＶＤ−ＲＯＭ１１３は、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等の記録媒体で構成しても同様の効果が得られる。また、基地局２００の絶対位置情報は、ＲＯＭ２０３に記憶されているものとして説明したが、ネットワーク等の通信手段で接続された複数の基地局を管理する管理センターで一括管理する構成でも同様の効果が得られる。
【００２１】
（第２の実施の形態）
次に、図２ないし図４を参照して、本発明の第２の実施の形態におけるナビゲーションシステムについて説明する。本実施の形態におけるナビゲーションシステムでは、基地局制御装置２０１の位置情報送信手段２０７によりデータベース２０８に格納されている地図情報をナビゲーション装置１０１に供給するよう構成としたことを特徴とする。
図４は、本実施の形態に適用される駐車場の構成例を示すもので、データベース２０８に格納されている。この駐車場は、例として、入庫口３０１と出庫口３０２と、複数の基地局２００とにより構成される。
【００２２】
基地局２００ａは、位置情報送信手段２０７により、データベース２０８に管理している駐車場の地図情報と、地図情報における基地局２００ａの相対位置情報Ａとを送信する。地図情報は基地局２００の相対位置Ａが基地局２００ａの位置であるという情報を所有しており、車両１００は、入庫口３００から駐車場に入庫すると、入庫口に設置されている基地局２００ａと無線通信を行い、現在位置決定手段１１１により、候補位置算出手段１０８において決定した車両１００の候補位置と、無線通信制御手段１０５により受信した駐車場の地図情報と、相対位置情報Ａとより、車両１００の現在位置を基地局２００ａの位置にあると決定する。表示手段１１２は、基地局２００ａから受信した駐車場の地図情報により駐車場の地図を表示し、また、現在位置決定手段１１１により決定した車両１００の現在位置を表示することにより、利用者に車両１００が基地局２００ａの位置に存在することを示す。
【００２３】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、車両１００の絶対位置を取得する必要がなく、また、地図情報を保持していない場合でも、基地局２００から受信した地図情報に対する車両１００の現在位置を決定することができる。
なお、地図情報は基地局２００のデータベース２０８で管理されているものとして説明したが、ネットワーク等の通信手段で接続された複数の基地局２００を管理する管理センターで一括して管理する構成でも同様の効果が得られる。
【００２４】
（第３の実施の形態）
次に、図２及び図３を参照して、本発明の第３の実施の形態におけるナビゲーションシステムについて説明する。本実施の形態におけるナビゲーションシステムでは、基地局制御装置２０１の位置情報送信手段２０７により、基地局２００の位置情報や通信エリアのサイズ等の通信エリア情報をナビゲーション装置１０１に供給する構成としたことを特徴とする。
ナビゲーション装置１０１のエリア検出手段１１４は、電界強度等の通信エリアに関する情報を監視している。車両１００が基地局２００のエリア内に入ったときに、エリア検出手段１１４は通信エリアに入ったことを検知して、現在位置決定手段１１１に対しエリア検出通知を送信する。現在位置決定手段１１１は、候補位置算出手段１０８から車両１００の移動距離情報を取得し、エリア検出通知の受信後に車両１００の移動距離を計測する。その後、現在位置決定手段１１１は、基地局２００から通信エリア情報を受信すると、エリア検出通知から通信エリア情報を受信するまでの車両１００の移動距離を算出し、また通信エリア情報により供給された基地局２００の通信エリアのサイズと算出した車両の移動距離との差分を計算することにより、基地局２００の位置から車両１００までの距離を算出して、車両１００の現在位置を決定する。
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態によれば、基地局２００の通信エリアのサイズに関係なく、車両１００の現在位置を決定することができることとなる。
【００２５】
（第４の実施の形態）
次に、図１ないし図４を参照して、本発明の第４の実施の形態におけるナビゲーションシステムについて説明する。本実施の形態におけるナビゲーションシステムでは、基地局制御装置２０１の位置情報送信手段２０７から、隣接する基地局２００との間の距離情報及び相対位置情報等の基地局間位置情報を供給することを特徴とする。
例えば、車両１００が図４に示す駐車場の基地局２００ｂの通信エリア内に移動した時、ナビゲーション装置１０１の現在位置決定手段１１１は、基地局２００ｂから基地局２００ａまでの距離及び相対位置等の基地局間位置情報を位置情報送信手段２０７から取得する。そして、現在位置決定手段１１１は、候補位置算出手段１０８により決定した車両１００の候補位置と受信した基地局２００ｂの基地局間位置情報とから、車両１００の現在位置を基地局２００ｂの通信エリア内の位置であると決定する。
【００２６】
以上説明したように、本発明の第４の実施の形態によれば、地図情報がない場合でも、連続する基地局２００の位置情報から車両１００の現在位置を決定することができることとなる。
【００２７】
（第５の実施の形態）
次に、図１ないし図３を参照して、本発明の第５の実施の形態におけるナビゲーションシステムについて説明する。本実施の形態におけるナビゲーションシステムでは、受信した基地局２００からの位置情報に応じて、現在位置決定手段１１１の制御を切り替えて車両１００の現在位置を決定するよう構成したことを特徴とする。
まず、ナビゲーション装置１０１は基地局２００の位置情報送信手段２０７から基地局２００の絶対位置情報、相対位置情報、通信エリア情報、基地局間位置情報等の位置情報を受信する。そこで、現在位置決定手段１１１は受信した位置情報の種別により、絶対位置情報、相対位置情報、通信エリア情報、基地局間位置情報等を使用して車両１００の現在位置を決定する。また、基地局２００が位置情報を提供していない基地局２００の通信エリアでは、現在位置決定手段１１１が、ＧＰＳを利用した測位方法や自律航法により車両１００の現在位置を決定する。
以上説明したように、本発明の第５の実施の形態によれば、受信した基地局２００からの位置情報に応じて現在位置決定手段１１１の制御を切り替え、車両１００の現在位置を決定することができる。
【００２８】
（第６の実施の形態）
次に、図１ないし図４を参照して、本発明の第６の実施の形態におけるナビゲーションシステムについて説明する。本実施の形態におけるナビゲーションシステムでは、多層道路や多層駐車場に配置された基地局２００における基地局制御装置２０１の位置情報送信手段２０７は、位置情報とともに、車両１００が駐車場の何階に位置しているかという層情報を提供するよう構成したことを特徴とする。
【００２９】
いま、車両１００が駐車場の１階を移動している場合、ナビゲーション装置１０１の現在位置決定手段１１１は、駐車場の１階の地図情報と位置情報送信手段２０７から受信した位置情報とにより車両１００の現在位置を決定する。車両１００が駐車場の２階に移動したときは、現在位置決定手段１１１が、位置情報送信手段２０７から受信した層情報により、地図情報を駐車場の２階に切り替え、切り替えた位置情報から車両１００の現在位置を決定する。また、液晶モニターに駐車場の１階の地図を表示している表示手段１１２は、受信した層情報により、駐車場２階の地図に切り替えて表示する。
【００３０】
以上説明したように、本発明の第６の実施の形態によれば、車両１００が移動して階層が変わると、位置情報送信手段２０７から受信した地図情報を切り替えて車両１００の現在位置を決定することができる。
また、表示手段１１２に表示する地図を車両１００が移動した階層の地図に切り替えて表示することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明におけるナビゲーションシステムは、上記のように構成され、特に、基地局から地図情報及び位置情報を取得することにより、ナビゲーションシステムに地図情報がなく、ＧＰＳを受信できず、基地局の通信エリアの大きさが異なる場合でも、移動体の現在位置を正確に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１、第４、第５、第６の実施の形態におけるナビゲーションシステムの全体構成を示す図、
【図２】本発明の第１、第２、第３、第４、第５、第６の実施の形態におけるナビゲーションシステムのナビゲーション装置の構成を示す図、
【図３】本発明の第１、第２、第３、第４、第５、第６の実施の形態におけるナビゲーションシステムの基地局制御装置の構成を示す図、
【図４】本発明の第２、第４、第６の実施の形態におけるナビゲーションシステムを適用する駐車場の構成例を示す図。
【符号の説明】
１００ 車両
１０１ ナビゲーション装置
１０２、２０２ ＣＰＵ
１０３、２０３ ＲＯＭ
１０４、２０４ ＲＡＭ
１０５ 無線通信制御手段
１０６ 無線通信アンテナ
１０７ 位置情報受信手段
１０８ 候補位置算出手段
１０９ ＧＰＳ受信アンテナ
１１０ センサ
１１１ 現在位置決定手段
１１２ 表示手段
１１３ ＤＶＤ−ＲＯＭ
１１４ エリア検出手段
２００ 基地局
２０１ 基地局制御装置
２０５ 無線通信制御手段
２０６ アンテナ
２０７ 位置情報送信手段
２０８ データベース
３０１ 入庫口
３０２ 出庫口

Claims (9)

1. 自己の位置情報を送信する位置情報送信手段を備えた基地局と、位置センサにより移動体の候補位置を算出する候補位置算出手段と、算出された前記候補位置と前記位置情報とから前記移動体の現在位置を決定する現在位置決定手段とを備えるナビゲーション装置とを有することを特徴とするナビゲーションシステム。
2. 前記位置情報送信手段は、地図情報と前記地図情報における前記基地局の相対位置情報とを送信し、前記現在位置決定手段は、受信した前記地図情報と前記相対位置情報とから前記移動体の現在位置を決定することを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
3. 前記基地局の通信エリア内に入ったことを検出して前記現在位置決定手段に対してエリア検出通知を供給するエリア検出手段を有し、前記位置情報送信手段は前記基地局の通信エリア情報を送信し、前記現在位置決定手段は、前記エリア検出通知を受けた後に受信した前記通信エリア情報から前記移動体の現在位置を決定することを特徴とする請求項１または２記載のナビゲーションシステム。
4. 前記位置情報送信手段は連続して配置されている基地局の基地局間位置情報を送信し、前記現在位置決定手段は、前記基地局間位置情報に基づき前記移動体の現在位置を決定する請求項１ないし３のいずれかに記載のナビゲーションシステム。
5. 前記現在位置決定手段は、前記位置情報送信手段から受信した位置情報の種類に応じて制御を切り替えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のナビゲーションシステム。
6. 前記位置情報送信手段は、多層構造の道路及び駐車場の層情報を送信し、前記現在位置決定手段は、受信した前記層情報に対応した地図情報に切り替えて前記移動体の現在位置を決定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のナビゲーションシステム。
7. 前記ナビゲーション装置は、前記基地局から前記層情報を受信したときに、受信した前記層情報を地図上に表示する表示手段を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のナビゲーションシステム。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載のナビゲーションシステムにおける各手段を工程として実行することを特徴とするナビゲーション方法。
9. コンピュータに請求項８に記載の各工程を実行させるためのプログラム。

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