JP2015148501A - 方位推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＰＳ衛星からの測位信号に基づいて車両の方位が高精度に推定可能な状況をより正確に判定するための技術を提供する。
【解決手段】方位推定用コンピュータは、車両における異なる位置に設けられた第１のＧＰＳアンテナ及び第２のＧＰＳアンテナを介して規定数以上の共通のＧＰＳ衛星から測位信号が受信されている共通信号受信状態であるかを判定する（Ｓ１０３，Ｓ１０８）。方位推定用コンピュータは、共通信号受信状態であると判定された場合に（Ｓ１０３：ＹＥＳ又はＳ１０８：ＹＥＳ）、第１のＧＰＳアンテナ及び第２のＧＰＳアンテナを介して受信される測位信号に基づいて、車両の方位を推定する（Ｓ１０４）。
【選択図】図５

Description

本発明は、ＧＰＳ衛星からの測位信号に基づいて車両の方位を推定するための技術に関する。

近年、車両の自動運転に関連する技術開発が活発に行われている。自動運転の実現には、車両の位置情報を高精度に推定する技術に加え、車両の方位を高精度に推定する技術が重要となる。

特許文献１には、２つのＧＰＳアンテナを用いて車両の方位を推定する技術が開示されている。特許文献１に記載の方位決定装置は、２つのＧＰＳアンテナ、各ＧＰＳアンテナに対応する２つのＧＰＳユニット、電子コンパス及びホストＣＰＵを備える。２つのＧＰＳアンテナは、車両においてできるだけ離して設置される。電子コンパスは、地磁気に基づいて方位（第１の方位）を検出する。ホストＣＰＵは、２つのＧＰＳユニットによって推定された２つの位置の差に基づいて方位（第２の方位）を推定する。そして、ホストＣＰＵは、第１の方位と第２の方位との差が所定値以下である場合に、第２の方位を車両の方位として採用し、当該差が所定値以下でない場合に、第１の方位を車両の方位として採用する。

特開２０１０−７８３３７号公報

前述した特許文献１に記載の技術は、第２の方位の推定精度が、ＧＰＳ衛星からの電波の受信状況に応じて大幅に異なるという前提で、より精度の高い方位が採用されるようにしたものである。具体的には、受信状況が良好であれば、第２の方位の精度は第１の方位と比較して高くなるが、受信状況が良好でなければ、第２の方位の精度は第１の方位と比較して低くなるという前提である。

しかしながら、第１の方位と第２の方位との差が所定値以下であるからといって、必ずしも第２の方位の精度が高い状況である（受信状況が良好である）とは限らない。すなわち、受信状況が悪く、第２の方位の誤差が第１の方位の誤差よりも大きい状況であっても、第１の方位の誤差によるずれが第２の方位の誤差によるずれと同方向であれば、第１の方位と第２の方位との差が所定値以下となり得る。この場合、実際には車両の方位の推定精度が低い状況であるにもかかわらず、高精度の方位が推定されていると誤判定されてしまう。

本発明は、ＧＰＳ衛星からの測位信号に基づいて車両の方位が高精度に推定可能な状況をより正確に判定するための技術を提供することを目的としている。

本発明の一側面は、方位推定装置であって、状態判定部と、方位推定部と、を備える。状態判定部は、車両における異なる位置に設けられた第１のＧＰＳアンテナ及び第２のＧＰＳアンテナを介して規定数以上の共通のＧＰＳ衛星から測位信号が受信されている共通信号受信状態であるかを判定する。方位推定部は、状態判定部により共通信号受信状態であると判定された場合に、第１のＧＰＳアンテナ及び第２のＧＰＳアンテナを介して受信される測位信号に基づいて、車両の方位を推定する。

このような構成によれば、ＧＰＳ衛星からの測位信号に基づいて車両の方位が高精度に推定可能な状況をより正確に判定することができる。その結果、ＧＰＳ衛星からの測位信号に基づいて推定される車両の方位の信頼性を向上させることができる。

第１実施形態の車載システムの構成を示すブロック図である。 第１実施形態の方位推定用コンピュータの構成を示すブロック図である。 衛星状態管理データベースの記憶内容の一例を示す図である。 同一のＧＰＳ衛星から測位信号を受信している状況を示す図である。 第１実施形態の方位推定処理のフローチャートである。 第２実施形態の車載システムの構成を示すブロック図である。 第２実施形態の方位推定用コンピュータの構成を示すブロック図である。 第２実施形態の方位推定処理のフローチャートである。 上方カメラの撮像画像の一例を示す図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す第１実施形態の車載システム１は、車両９に搭載され、第１のＧＰＳアンテナ１１と、第２のＧＰＳアンテナ１２と、第１のＧＰＳ受信機１３と、第２のＧＰＳ受信機１４と、ジャイロセンサ１５と、車輪速センサ１６と、表示器１７と、方位推定用コンピュータ１８と、を備える。

第１のＧＰＳアンテナ１１及び第２のＧＰＳアンテナ１２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）用の人工衛星であるＧＰＳ衛星７からの測位信号を受信可能なアンテナである。測位信号には、ＧＰＳ衛星７の識別情報である衛星ＩＤが含まれている。第１のＧＰＳアンテナ１１及び第２のＧＰＳアンテナ１２は、車両９における異なる位置に設けられている。本実施形態では、第１のＧＰＳアンテナ１１は、車両９における前方側（例えばルーフ上面における前部）に設けられ、第２のＧＰＳアンテナ１２は、車両９における後方側（例えばルーフ上面における後部）に設けられている。なお、第１のＧＰＳアンテナ１１及び第２のＧＰＳアンテナ１２の車両９における位置は特に限定されないが、互いに離れた位置に配置されることが好ましい。

第１のＧＰＳ受信機１３は、第１のＧＰＳアンテナ１１に接続され、第１のＧＰＳアンテナ１１を介して測位信号を受信し、受信した測位信号を方位推定用コンピュータ１８へ出力する。同様に、第２のＧＰＳ受信機１４は、第２のＧＰＳアンテナ１２に接続され、第２のＧＰＳアンテナ１２を介して測位信号を受信し、受信した測位信号を方位推定用コンピュータ１８へ出力する。

ジャイロセンサ１５は、車両９に加えられる回転運動の角速度を検出し、検出信号を方位推定用コンピュータ１８へ出力する。
車輪速センサ１６は、車両９の各車輪の回転速度を検出する。車輪速センサ１６による検出信号は、車載ＬＡＮ経由で方位推定用コンピュータ１８へ送信される。

表示器１７は、車両９の室内における運転者が視認可能な位置に設けられ、各種情報を表示することにより視覚的な報知を行う。
方位推定用コンピュータ１８は、図２に示すように、各種処理を実行する構成要素として、第１のＧＰＳ受信部１８１と、第２のＧＰＳ受信部１８２と、ジャイロセンサ入力部１８３と、車載ＬＡＮ送受信部１８４と、方位推定部１８５と、を備える。本実施形態において、これらの構成要素（機能）は、ソフトウェアと、当該ソフトウェアを実行するハードウェア（処理装置）と、により実現される。すなわち、本実施形態では、方位推定用コンピュータ１８は、ソフトウェアを実行可能な処理装置（例えばマイクロコンピュータ）等を備え、前述した構成要素としての各種処理を実行する（前述した各構成要素として機能する）。また、方位推定用コンピュータ１８は、各種データを記憶する構成要素として、衛星状態管理データベース１８６を備える。衛星状態管理データベース１８６は、ハードウェア（記憶装置）により実現される。

第１のＧＰＳ受信部１８１は、第１のＧＰＳ受信機１３からの測位信号を入力し、方位推定部１８５へ出力する。
第２のＧＰＳ受信部１８２は、第２のＧＰＳ受信機１４からの測位信号を入力し、方位推定部１８５へ出力する。

ジャイロセンサ入力部１８３は、ジャイロセンサ１５からの検出信号を入力し、方位推定部１８５へ出力する。
車載ＬＡＮ送受信部１８４は、車載ＬＡＮ経由で受信したデータ（例えば車輪速センサ１６による検出信号を表すデータ）を方位推定部１８５へ出力し、方位推定部１８５から入力したデータを車載ＬＡＮ経由で他の車載装置へ送信する。

方位推定部１８５は、車両９の方位を推定（算出）するための後述する処理を実行する。
衛星状態管理データベース１８６は、図３に示すように、第１のＧＰＳ受信機１３及び第２のＧＰＳ受信機１４のそれぞれで測位信号が受信されているＧＰＳ衛星７の衛星ＩＤを表す衛星ＩＤテーブルを記憶する。なお、図３では、衛星ＩＤを１，２，…といった数字で示している。

［１−２．処理の概要］
次に、方位推定用コンピュータ１８が実行する処理の概要について説明する。
方位推定用コンピュータ１８は、車両９の方位として、ＧＰＳ衛星７からの測位信号に基づく第１の推定方位と、車両９に搭載されたセンサ（本実施形態ではジャイロセンサ１５及び車輪速センサ１６）に基づく第２の推定方位と、を推定（算出）する。第１の推定方位は、ＧＰＳ衛星７からの電波の受信状況が良好であれば第２の推定方位と比較して精度が高くなるが、ＧＰＳ衛星７からの電波の受信状況が良好でなければ第２の推定方位と比較して精度が劣り得る。このため、方位推定用コンピュータ１８は、ＧＰＳ衛星７からの電波の受信状況が良好であれば第１の推定方位を用い、ＧＰＳ衛星７からの電波の受信状況が良好でなければ第２の推定方位を用いる。

一般に、ＧＰＳ衛星７からの電波の受信状況は、ＧＰＳ衛星７の幾何学的配置（ＤＯＰ）や可視衛星数などに基づいて評価される。１つのＧＰＳアンテナを用いて現在位置を推定する構成においては、ＧＰＳ衛星７からの電波の受信状況が良好であるほど現在位置の推定精度が高くなる。もちろん、複数のＧＰＳアンテナを用いて方位を推定する場合においても、ＧＰＳ衛星７からの電波の受信状況が良好であるほど方位の推定精度は高くなる傾向にある。ただし、複数のＧＰＳアンテナを用いて方位を推定する場合、同一の（共通した）ＧＰＳ衛星７が複数のＧＰＳアンテナで観測されている（同一のＧＰＳ衛星７からの測位信号が受信されている）か否かについても、方位の推定精度に影響し得る。

すなわち、図４に示すように、第１のＧＰＳアンテナ１１と第２のＧＰＳアンテナ１２とが同一のＧＰＳ衛星７から測位信号を受信している状況では、各ＧＰＳアンテナ１１，１２から見た当該ＧＰＳ衛星７の方向は同一であると近似することができる。これは、第１のＧＰＳアンテナ１１と第２のＧＰＳアンテナ１２との間の距離と比較して、各ＧＰＳアンテナ１１，１２と当該ＧＰＳ衛星７との間の距離が十分に大きいからである。このため、各ＧＰＳアンテナ１１，１２と当該ＧＰＳ衛星７とを結ぶ直線は平行であると近似することができる。したがって、第１のＧＰＳアンテナ１１と当該ＧＰＳ衛星７との間の距離と、第２のＧＰＳアンテナ１２と当該ＧＰＳ衛星７との間の距離と、の差分Ｌdiffは、測位信号の搬送波の数などから精度よく算出可能となる。２つのＧＰＳアンテナ１１，１２間の距離は既知であるため、差分Ｌdiffが高精度に算出されることで、車両９の方位が精度よく推定（算出）可能となる。この算出手法は、差分Ｌdiffを除く距離Ｌが同一であることが前提となるため、２つのＧＰＳアンテナ１１，１２が同一のＧＰＳ衛星７を補足している（同一のＧＰＳ衛星７からの測位信号が受信されている）必要がある。なお、２つのＧＰＳアンテナ１１，１２がそれぞれ異なるＧＰＳ衛星７を補足している場合、例えば、それぞれの測位信号から各ＧＰＳアンテナ１１，１２の位置を推定し、その位置関係から方位を推定することは可能であるが、前述の算出手法と比較して精度が劣る。

つまり、ＧＰＳ衛星７の幾何学的配置や可視衛星数などの条件が良好であっても、２つのＧＰＳアンテナ１１，１２で同一のＧＰＳ衛星７が観測できなければ、方位を高精度に推定することができない。したがって、ＧＰＳ衛星７の幾何学的配置や可視衛星数に基づくＧＰＳ衛星７からの電波の受信状況だけでは、２つのＧＰＳアンテナ１１，１２で受信される測位信号の相違に起因する方位の推定精度の低下に対応することができない。例えば、車両９が市街地を走行している状況においては、同一のＧＰＳ衛星７からの測位信号が、歩道橋や高架橋等の建造物によって遮られ、２つのＧＰＳアンテナ１１，１２のうちの一方でしか受信されないといったことが生じ得る。

そこで、本実施形態では、２つのＧＰＳアンテナ１１，１２のそれぞれで補足されているＧＰＳ衛星７を管理し、管理情報に基づき第１の推定方位の推定精度を判定して、第１の推定方位と第２の推定方位とを使い分けるようにしている。

［１−３．具体的処理手順］
次に、方位推定用コンピュータ１８が実行する方位推定処理の具体的処理手順について、図５のフローチャートを用いて説明する。

まず、方位推定用コンピュータ１８は、衛星状態管理データベース１８６に記憶されている内容を確認し（Ｓ１０１）、２つのＧＰＳアンテナ１１，１２（換言すれば２つのＧＰＳ受信機１３，１４）で共通のＧＰＳ衛星７が１つ以上補足されているか否かを判定する（Ｓ１０２）。例えば図３に示す例では、下線の付された数字（この例では１，３，４の３つ）が、２つのＧＰＳ受信機１３，１４で共通の衛星ＩＤである。方位推定用コンピュータ１８は、Ｓ１０２で共通のＧＰＳ衛星７が１つ以上補足されていると判定した場合には（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、共通のＧＰＳ衛星７の数が規定数（本実施形態では４つ）以上であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。方位推定用コンピュータ１８は、Ｓ１０３で共通のＧＰＳ衛星７の数が規定数以上であると判定した場合には（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、第１の推定方位を算出し（Ｓ１０４）、処理をＳ１０１へ戻す。つまり、２つのＧＰＳアンテナ１１で受信された測位信号に基づいて車両９の方位を推定する。なお、本実施形態において規定数を４つとしているのは、各ＧＰＳアンテナ１１，１２の位置（高さを含む）を算出するためには４つのＧＰＳ衛星７が補足されている必要があるからである。

一方、方位推定用コンピュータ１８は、Ｓ１０２で共通のＧＰＳ衛星７が１つも補足されていないと判定した場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、又は、Ｓ１０３で共通のＧＰＳ衛星７の数が規定数以上でないと判定した場合には（Ｓ１０３：ＮＯ）、処理をＳ１０５へ移行させる。

Ｓ１０５で、方位推定用コンピュータ１８は、計時用のタイマをリセット状態からスタートさせる。
続いて、方位推定用コンピュータ１８は、第２の推定方位を算出する（Ｓ１０６）。つまり、車両９に搭載されたセンサを用いて車両９の方位を推定する。本実施形態では、第２の推定方位は、ジャイロセンサ１５及び車輪速センサ１６に基づき算出される。車輪速センサ１６は、左右の車輪の比較により車両９の回転状態を検出するために用いられる。なお、ジャイロセンサ１５及び車輪速センサ１６のうちの一方により第２の推定方位を算出してもよい。

続いて、方位推定用コンピュータ１８は、前述したＳ１０２と同様、２つのＧＰＳアンテナ１１，１２で共通のＧＰＳ衛星７が１つ以上補足されているか否かを判定する（Ｓ１０７）。方位推定用コンピュータ１８は、Ｓ１０７で共通のＧＰＳ衛星７が１つ以上補足されていると判定した場合には（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、前述したＳ１０３と同様、共通のＧＰＳ衛星７の数が規定数以上であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。方位推定用コンピュータ１８は、Ｓ１０８で共通のＧＰＳ衛星７の数が規定数以上であると判定した場合には（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、処理をＳ１０４へ移行させ、第１の推定方位を算出する。

一方、方位推定用コンピュータ１８は、Ｓ１０７で共通のＧＰＳ衛星７が１つも補足されていないと判定した場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、又は、Ｓ１０８で共通のＧＰＳ衛星７の数が規定数以上でないと判定した場合には（Ｓ１０８：ＮＯ）、処理をＳ１０９へ移行させる。

Ｓ１０９で、方位推定用コンピュータ１８は、Ｓ１０５でスタートさせた計時用のタイマが所定の限界値に達したか否かを判定する（Ｓ１０９）。つまり、第２の推定方位を算出する状態が所定時間以上継続したか否かを判定する。方位推定用コンピュータ１８は、Ｓ１０９でタイマが限界値に達していないと判定した場合には（Ｓ１０９：ＮＯ）、処理をＳ１０６へ戻す。

一方、方位推定用コンピュータ１８は、Ｓ１０９でタイマが限界値に達したと判定した場合には（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、方位が正確に算出できない状態であることの警告表示を表示器１７に行わせ（Ｓ１１０）、図５の方位推定処理を終了する。つまり、車両９に搭載されたセンサ（本実施形態ではジャイロセンサ１５及び車輪速センサ１６）に基づく車両９の推定方位は、時間の経過に伴い誤差が蓄積し、信頼性が低下するため、所定時間を経過した場合にはその旨が運転者に報知されるようになっている。

［１−４．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
［１Ａ］方位推定用コンピュータ１８は、第１のＧＰＳアンテナ１１及び第２のＧＰＳアンテナ１２を介して規定数以上の共通のＧＰＳ衛星７から測位信号が受信されている共通信号受信状態であるかを判定する（Ｓ１０３，Ｓ１０８）。そして、方位推定用コンピュータ１８は、共通信号受信状態であると判定された場合に（Ｓ１０３：ＹＥＳ又はＳ１０８：ＹＥＳ）、第１のＧＰＳアンテナ１１及び第２のＧＰＳアンテナ１２を介して受信される測位信号に基づいて、車両９の方位を推定する（Ｓ１０４）。したがって、方位推定用コンピュータ１８によれば、単にＧＰＳ衛星７の幾何学的配置や可視衛星数に基づいてＧＰＳ衛星７からの電波の受信状況を判定する場合と比較して、ＧＰＳ衛星７からの測位信号に基づいて車両９の方位が高精度に推定可能な状況をより正確に判定することができる。その結果、ＧＰＳ衛星７からの測位信号に基づいて推定される車両９の方位の信頼性を向上させることができる。

［１Ｂ］方位推定用コンピュータ１８は、共通信号受信状態であると判定された場合に、ＧＰＳ衛星７からの測位信号に基づいて車両９の方位を推定する（Ｓ１０４）。一方、共通信号受信状態でないと判定された場合には、車両９に搭載されたセンサを用いて車両９の方位を推定する。したがって、方位推定用コンピュータ１８によれば、共通信号受信状態でないにもかかわらずＧＰＳ衛星７からの測位信号に基づいて車両９の方位を推定する場合と比較して、車両９の推定方位の信頼性が大幅に低下してしまうことを抑制することができる。

［１Ｃ］方位推定用コンピュータ１８は、車両９に搭載されたセンサを用いて車両９の方位を推定する状態が所定時間以上継続した場合に、車両９の運転者に対する報知処理を行う（Ｓ１１０）。したがって、方位推定用コンピュータ１８によれば、車両９の推定方位の信頼性が低いことを車両９の運転者に報知しない場合と比較して、運転者に適切な対応を促すことができる。

なお、第１実施形態では、方位推定用コンピュータ１８が方位推定装置の一例に相当する。また、Ｓ１０３及びＳ１０８が状態判定部としての処理の一例に相当し、Ｓ１０４及びＳ１０６が方位推定部としての処理の一例に相当する。また、Ｓ１０４が第１の推定部としての処理の一例に相当し、Ｓ１０６が第２の推定部としての処理の一例に相当する。また、Ｓ１１０が報知部としての処理の一例に相当する。

［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
図６に示す第２実施形態の車載システム２は、基本的な構成は第１実施形態の車載システム１と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。

第２実施形態の車載システム２は、第１実施形態の車載システム１が備える構成に加え、更に、前方カメラ２１、上方カメラ２２及び地図データ記憶装置２３を備える。前方カメラ２１は、車両９の前方を撮像するためのカメラであり、車両９の前部に設けられている。上方カメラ２２は、車両９の上方を撮像するためのカメラであり、車両９の上部（例えばルーフ上面）に設けられている。上方カメラ２２は、概ね１８０度の画角で撮像可能な広角カメラ（魚眼カメラ）である。地図データ記憶装置２３は、地図データを記憶する。地図データには、走行路に存在する歩道橋や高架橋等の建造物の情報が含まれている。

また、第２実施形態の車載システム２は、第１実施形態の方位推定用コンピュータ１８に代えて、方位推定用コンピュータ２８を備える。図７に示すように、第２実施形態の方位推定用コンピュータ２８は、第１実施形態の方位推定用コンピュータ１８が備える構成に加え、更に、カメラ入力部２８１及び地図データ入力部２８２を備える。また、第２実施形態の方位推定用コンピュータ２８は、第１実施形態の方位推定部１８５に代えて、方位推定部２８５を備える。カメラ入力部２８１は、前方カメラ２１及び上方カメラ２２からの撮像画像を入力し、方位推定部２８５へ出力する。地図データ入力部２８２は、地図データ記憶装置２３から地図データを入力し、方位推定部２８５へ出力する。方位推定部２８５は、前述した方位推定処理（図５）に代えて、図８に示す方位推定処理を実行する。

［２−２．具体的処理手順］
次に、方位推定用コンピュータ２８が実行する方位推定処理の具体的処理手順について、図８のフローチャートを用いて説明する。なお、図８におけるＳ２０１〜Ｓ２０４，Ｓ２０８〜Ｓ１１３の処理は、図５におけるＳ１０１〜Ｓ１１０の処理と同様である。つまり、図８に示す方位推定処理は、第１実施形態の方位推定処理（図５）に対し、Ｓ２０５〜Ｓ２０７の処理が追加されたものである。そこで、相違点（Ｓ２０５〜Ｓ２０７）を中心に説明する。

Ｓ２０５で、方位推定用コンピュータ２８は、上方カメラ２２からの撮像画像において、車両９の上方を遮り得る障害物８が存在するか否かを判定する。車両９の上方を遮り得る障害物８とは、ＧＰＳ衛星７からの測位信号の受信を阻害する建造物のことであり、例えば歩道橋や高架橋などが挙げられる。方位推定用コンピュータ２８は、地図データに基づいて車両９の周辺に存在する障害物８を特定し、上方カメラ２２からの撮像画像に基づいて車両９に対する障害物８の位置を特定する。

方位推定用コンピュータ２８は、車両９の上方を遮り得る障害物８が存在しないと判定した場合には（Ｓ２０５：ＮＯ）、処理をＳ２０１へ戻す。一方、方位推定用コンピュータ２８は、車両９の上方を遮り得る障害物８が存在すると判定した場合には（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、当該障害物８がＧＰＳ衛星７からの測位信号の受信に影響する時間を算出する（Ｓ２０６）。つまり、車両９の走行に伴い少なくとも１つのＧＰＳ衛星７からの測位信号が障害物８に遮られるタイミングを予測する。具体的には、方位推定用コンピュータ２８は、ＧＰＳ衛星７の位置（車両９に対してどの方向に存在しているか）を把握している。一方、車両９に対する障害物８が存在する方向は、上方カメラ２２からの撮像画像に基づいて把握され、車両９の走行に伴いその方向が変化する。したがって、車両９の走行に伴い、あるＧＰＳ衛星７が障害物８に遮られる方向に存在する場合、遮られる状態に至るまでの時間を算出（予測）することができる。

続いて、方位推定用コンピュータ２８は、障害物８がＧＰＳ衛星７からの測位信号の受信に影響する時間が到来したか否かを判定する（Ｓ２０７）。方位推定用コンピュータ２８は、障害物８がＧＰＳ衛星７からの測位信号の受信に影響する時間が到来していないと判定した場合には（Ｓ２０７：ＮＯ）、処理をＳ２０１へ戻す。一方、方位推定用コンピュータ２８は、障害物８がＧＰＳ衛星７からの測位信号の受信に影響する時間が到来したと判定した場合には（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、処理をＳ２０８へ移行する。具体的には、当該時間が到来する前の（直前の）タイミングで、処理がＳ２０８へ移行される。つまり、ＧＰＳ衛星７が障害物８に遮られることが予測される場合には、実際に遮られる前に第２の推定方位に切り替えられる。

なお、前方カメラ２１からの撮像画像は、Ｓ２０９で第２の推定方位を算出する際に用いられる。すなわち、第２実施形態において、第２の推定方位は、ジャイロセンサ１５、車輪速センサ１６及び前方カメラ２１に基づき算出される。前方カメラ２１は、撮像画像の変化（横方向への移動）により車両９の回転状態を検出するために用いられる。ただし、このような第２の推定方位の算出方法は一例であり、例えば第１実施形態と同様、前方カメラ２１を用いずに第２の推定方位を算出してもよい。また、ジャイロセンサ１５及び車輪速センサ１６のうちの一方により第２の推定方位を算出してもよい。

［２−３．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。

［２Ａ］方位推定用コンピュータ２８は、車両９の上方に存在する障害物８を検出し（Ｓ２０５）、車両９の走行に伴い少なくとも１つのＧＰＳ衛星７からの測位信号が障害物８に遮られるタイミングを予測する（Ｓ２０６）。そして、方位推定用コンピュータ２８は、共通信号受信状態であると判定された場合であっても、障害物８が検出された場合には、予測されたタイミングを含む期間において、車両９に搭載されたセンサを用いて車両９の方位を推定する。したがって、方位推定用コンピュータ２８によれば、ＧＰＳ衛星７が障害物８に遮られることが予測される場合には、実際に遮られる前に第２の推定方位に切り替えることができる。

なお、第２実施形態では、方位推定用コンピュータ２８が方位推定装置の一例に相当する。また、Ｓ２０３及びＳ２１１が状態判定部としての処理の一例に相当し、Ｓ２０４及びＳ２０９が方位推定部としての処理の一例に相当する。また、Ｓ２０４が第１の推定部としての処理の一例に相当し、Ｓ２０９が第２の推定部としての処理の一例に相当する。また、Ｓ２０５が障害検出部としての処理の一例に相当し、Ｓ２０６が予測部としての処理の一例に相当し、Ｓ２１３が報知部としての処理の一例に相当する。

［３．他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

［３Ａ］上記第２実施形態では、車両９の走行に伴い少なくとも１つのＧＰＳ衛星７からの測位信号が障害物８に遮られることを予測した。この予測結果を利用して、車両９の方位を推定するために利用するＧＰＳ衛星７を選択するようにしてもよい。具体的には、障害物８に遮られることが予測されるＧＰＳ衛星７については、障害物８に遮られることが予測されていないＧＰＳ衛星７と比較して、選択する優先度が低く設定されるようにする。このような構成によれば、障害物８に遮られることが予測されるＧＰＳ衛星７が、測位に利用される候補から除外されやすくなるため、ＧＰＳ衛星７からの測位信号に基づく車両９の方位の推定精度が、障害物８の存在によって影響されにくくすることができる。例えば、図９に示す上方カメラ２２の撮像画像において、ＧＰＳ衛星７Ａ，７Ｂは、車両９が橋の下をくぐる際に補足できなくなるため、測位の対象から除外される。一方、ＧＰＳ衛星７Ｃ〜７Ｈは、橋の影にならないため、測位の対象とされる。

［３Ｂ］上記第２実施形態では、地図データ及び上方カメラ２２からの撮像画像に基づいて障害物８を検出するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、これら両方を用いるのではなく、いずれか一方を用いて障害物８を検出するようにしてもよい。また、これらに代えて、又はこれらに加え、レーダ等の他の装置を用いて障害物８を検出するようにしてもよい。

［３Ｃ］上記実施形態では、第１の推定方位を算出するための判定基準となる規定数を４つとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば３つ以下に設定してもよい。

［３Ｄ］上記実施形態では、２つのＧＰＳアンテナ１１，１２を備える構成を例示したが、これに限定されるものではなく、３つ以上のＧＰＳアンテナを備える構成としてもよい。

［３Ｅ］上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

［３Ｆ］本発明は、前述した方位推定用コンピュータ１８，２８の他、当該方位推定用コンピュータ１８，２８を構成要素とする車載システム１，２、当該方位推定用コンピュータ１８，２８としての機能を実現するためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、方位推定方法など、種々の形態で実現することができる。

１，２…車載システム、７…ＧＰＳ衛星、８…障害物、９…車両、１１…第１のＧＰＳアンテナ、１２…第２のＧＰＳアンテナ、１３…第１のＧＰＳ受信機、１４…第２のＧＰＳ受信機、１５…ジャイロセンサ、１６…車輪速センサ、１７…表示器、１８，２８…方位推定用コンピュータ、２１…前方カメラ、２２…上方カメラ、１８５，２８５…方位推定部、１８６…衛星状態管理データベース。

Claims (4)

1. 車両（９）における異なる位置に設けられた第１のＧＰＳアンテナ（１１）及び第２のＧＰＳアンテナ（１２）を介して規定数以上の共通のＧＰＳ衛星（７）から測位信号が受信されている共通信号受信状態であるかを判定する状態判定部（Ｓ１０３，Ｓ１０８，Ｓ２０３，Ｓ２１１）と、
   前記状態判定部により前記共通信号受信状態であると判定された場合に、前記第１のＧＰＳアンテナ及び前記第２のＧＰＳアンテナを介して受信される測位信号に基づいて、前記車両の方位を推定する方位推定部（Ｓ１０４，Ｓ１０６，Ｓ２０４，Ｓ２０９）と、
   を備えることを特徴とする方位推定装置（１８，２８）。
2. 請求項１に記載の方位推定装置であって、
   前記方位推定部は、
   ＧＰＳ衛星からの測位信号に基づいて前記車両の方位を推定する第１の推定部（Ｓ１０４，Ｓ２０４）と、
   前記車両に搭載されたセンサを用いて前記車両の方位を推定する第２の推定部（Ｓ１０６，Ｓ２０９）と、
   を備え、前記状態判定部により前記共通信号受信状態でないと判定された場合には、前記第２の推定部により前記車両の方位を推定する
   ことを特徴とする方位推定装置。
3. 請求項２に記載の方位推定装置であって、
   前記車両の上方に存在する障害物（８）を検出する障害検出部（Ｓ２０５）と、
   前記車両の走行に伴い少なくとも１つのＧＰＳ衛星からの測位信号が前記障害物に遮られるタイミングを予測する予測部（Ｓ２０６）と、
   を更に備え、
   前記方位推定部（Ｓ２０４，Ｓ２０９）は、前記状態判定部により前記共通信号受信状態であると判定された場合であっても、前記障害検出部により前記障害物が検出された場合には、前記予測部により予測されたタイミングを含む期間において、前記第２の推定部により前記車両の方位を推定する
   ことを特徴とする方位推定装置（２８）。
4. 請求項２又は請求項３に記載の方位推定装置であって、
   前記第２の推定部により前記車両の方位を推定する状態が所定時間以上継続した場合に、前記車両の運転者に対する報知処理を行う報知部（Ｓ１１０，Ｓ２１３）を更に備える
   ことを特徴とする方位推定装置。