JP3875941B2 - 車両走行支援装置および車両走行支援サービスの提供方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の走行支援サービスの提供方法およびそのサービスを用いたを行う車両走行支援装置システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の装置として特許文献1に示すものが提案されている。これはGPSを用いた地図情報に基づいて車両の経路探索を行う車載用ナビゲーション装置において、車両の到達可能範囲を中心とした各種の走行支援情報をディスプレイに表示しようとするものである。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−55484号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の装置は、GPSレシーバの他に、各種情報を得るためのFM多重レシーバ、ビーコンレシーバ等を必要とするため、構成が複雑になるだけでなく、FMレシーバやビーコンレシーバは受信エリアが限られるため、安定した高品質、広範囲の情報が得にくいという問題があった。
【0005】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、GPS衛星と共に準天頂衛星を利用してより高性能の車両走行支援サービスシステムを提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両走行支援装置においては、地図情報を記録する地図情報記録部と、車両の目的地を入力するための目的地入力部と、GPS測位衛星からGPS信号を受信するGPS受信部と、準天頂衛星から第1の周波数帯を用いて送信される車両の走行に影響を与える事項に関する情報を動的情報として第1のアンテナを介して受信する第1の準天頂受信部と、前記準天頂衛星から前記第1の周波数帯とは異なる第2の周波数帯を用いて送信されるディファレンシャルGPS補正情報を前記第1のアンテナとは異なる第2のアンテナを介して受信する第2の準天頂受信部と、前記GPS受信部にて受信された前記GPS信号および前記第2の準天頂受信部にて受信された前記ディファレンシャルGPS補正情報に基づき車両の現在位置を演算する現在位置演算部と、前記地図情報記録部に記録された地図情報および前記第1の準天頂受信部により受信された動的情報に基づき、前記位置演算部が演算した現在位置から前記目的地入力部により入力された目的地までの推奨経路を演算する経路演算部と、前記経路演算部により演算された推奨経路を画面に表示させる映像出力部とを備える。
【0007】
また、この発明に係る車両走行支援装置においては、前記第1の準天頂受信部が受信する前記第1の周波数帯よりも前記第2の準天頂受信部が受信する前記第2の周波数帯の方が波長が長くなるようにする。
【0008】
また、この発明に係る車両走行支援装置においては、前記第1の準天頂受信部が受信する前記第1の周波数帯はX帯、Ku帯,K帯又はKa帯とし、前記第2の準天頂受信部が受信する前記第2の周波数帯はL帯,S帯又はC帯とする。
【0009】
また、この発明に係る車両走行支援装置においては、前記GPS受信部は前記第2のアンテナを介してGPS測位衛星からのGPS信号を受信する。
【0010】
また、この発明に係る車両走行支援サービスの提供方法においては、準天頂衛星から第1の周波数帯を用いて車両の走行に影響を与える事項に関する動的情報を送信するとともに、前記順天頂衛星から前記第1の周波数帯よりも波長の長い第2の周波数帯を用いてディファレンシャルGPS補正情報を送信する。
【0020】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る車両走行支援サービスシステムを例示する説明図である。本発明においては準天頂衛星から車両に対して、車両の走行に影響を与える事項に関する情報(動的情報)を送信する。また、同様に準天頂衛星からGPS装置を備えた車両に対して、ディファレンシャルGPS補正情報(GPS測位補正情報,D−GPS情報)を送信する。これにより、それらの情報をFM多重放送等を用いて送信する従来の方法に比べ、広範囲に当該情報を配信することができる。また、準天頂衛星は日本上空において高緯度に位置するので、そこから配信される情報は、都市部のビル間においても遮られることなく車両に到達し易いという利点を有する。ここで動的情報とは例えば、渋滞の位置に係る情報などである。
【0021】
また、本実施の形態においては、それら動的情報とGPS補正信号を異なる周波数帯で送信する。特に動的情報よりもGPS補正信号を波長の長い周波数帯で送信するようにする。
【0022】
GPS補正信号は車両の位置検出精度を向上させるものであり、近年、その位置検出精度の向上を前提とした各種研究(車両の自動運転の研究など)がなされている。一方で、本発明のようにGPS補正信号を準天頂衛星から送信すると、車両が街路樹や高架橋の下に入った場合にGPS補正信号が受信できなくなり、位置検出精度が低下する可能性がある。将来、位置検出精度の向上を前提とした各種サービスが行われるようになることを考えると、このような状況はなるべく避けるべきである。このような問題は、GPS補正信号の送信周波数帯をなるべく長くすることで解決できる。波長の長い信号は、直進性が低く、多少の障害物によって遮られないといった特徴があるからである。しかしながら、周波数資源は限られており、波長の長い周波数帯ほど貴重である。よって準天頂衛星から動的情報およびGPS補正信号の両方を送信するに際して、それら両方の情報を波長の短い周波数帯にて送信することは難しい。そこで、本発明においては、それら動的信号は例えばX帯、Ku帯,K帯又はKa帯といった波長の短い周波数帯にて送信し、GPS補正信号はL帯,S帯又はC帯といった波長の長い周波数にて送信する。これによって、準天頂衛星からの動的情報およびGPS補正信号の送信において、限られた周波数資源を有効利用しつつ、高架橋下などにおけるGPS補正信号の受信失敗を抑制できる。なお、GPS補正信号をS帯やL帯等で送信する場合、当該補正信号は例えばパッチアンテナ等にて受信でき、動的信号をKu帯等にて送信する場合、当該動的信号はフェーズドアレーアンテナ等にて受信できる。
【0023】
図2は図1に示した車両走行支援サービスシステムにおいて用いられる端末装置を例示したブロック図である。図において、8は地図情報など各種情報を記録する記憶装置、2は車両の目的地などを入力するための入力部、11は第3のアンテナ11を介してGPS測位衛星からのGPS信号を受信するGPSレシーバ、41は第1のアンテナ43を介して準天頂衛星から第1の周波数帯を用いて送信される動的情報を受信する第1の準天頂レシーバ、41aは当該受信された動的情報を記憶・蓄積する記憶部、42は第2のアンテナ44を介して準天頂衛星から第2の周波数帯を用いて送信されるディファレンシャルGPS補正情報を受信する第2の準天頂レシーバ、3はGPSレシーバ11にて受信されたGPS信号および第2の準天頂レシーバ44にて受信されたディファレンシャルGPS補正情報に基づき車両の現在位置を演算するとともに、記憶装置8に記録された地図情報および第1の準天頂レシーバ41により受信された動的情報に基づき、現在位置から入力部2により入力された目的地までの推奨経路を演算するECU、71はECU3により演算された経路をディスプレイ7に表示させる映像出力部、9はECU3により演算された経路の音声案内などを出力するスピーカである。ここで第1のアンテナは例えば、S帯やL帯を受信するパッチアンテナ、第2のアンテナは例えば、Ku帯を受信するフェーズドアレーアンテナである。
【0024】
このように準天頂衛星から動的情報およびGPS補正信号を受信するに際して、動的情報とGPS補正信号を異なるアンテナを介し、動的情報よりもGPS補正信号の方を長い波長の周波数帯にて受信するので、限られた周波数資源を有効利用しつつ、高架橋下などにおけるGPS補正信号の受信失敗を抑制できる。
【0025】
図3は図2に示した車両走行支援サービスシステムにおいて用いられる端末装置の別の例を示したブロック図である。図3においては、GPS補正情報とGPS信号を同一のアンテナ44を介して受信している点以外は図2と同様である。このように、動的情報とGPS補正情報とを異なるアンテナを介して受信するに際して、GPS補正情報とGPS信号とを同一のアンテナを介して受信するようにしたので、アンテナ数を抑制しつつ、図2に示した端末と同様の効果を得ることができる。
実施の形態2.
図4はこの発明の実施の形態2に係る車両走行支援サービスシステムで使用する端末装置の構成を示すブロック図である。本端末装置は本サービスシステムを利用する車両に搭載される。この装置は、GPSレシーバ1、入力部2、ECU(電子制御ユニット)3、記憶部4aを有する準天頂レシーバ4、描画データ処理部5、V−RAM6、ディスプレイ7、記憶装置8、及びスピーカ9から構成される。
【0026】
GPSレシーバ1は、衛星軌道上のGPS衛星からの電波を受信し、ECU3に供給する。ECU3はGPSレシーバ1からの信号を受けて、自車両の現在位置の緯度、経度を計算し、記憶装置8に記憶されている地図情報上の自車両の位置を検出し、描画データ処理部5及びV−RAM6を介してディスプレイ7上に表示する。
【0027】
準天頂レシーバ4は準天頂衛星からの信号を受信するもので、車両走行支援に係るあらゆる動的情報、例えば交通渋滞状況(区間、時間)、事故や天候による交通規制情報、信号制御状態など時々刻々変わる情報を準天頂衛星から受信し、内部の記憶部4aに記憶し、ECU3に供給する。ECU3では、入力部2からの入力指令により、GPSレシーバ1からの信号、準天頂レシーバ4からの信号、及び記憶装置8からの情報を処理して、描画データ処理部5、V−RAM6を介してディスプレイ7に走行支援情報を表示する。
【0028】
図5は上記端末装置を利用した車両走行支援サービス(1)を説明するものである。このサービスは、車両を現在地D0から目的地D1まで最も経済的な走行を行う推奨速度で走行するように誘導すると共に、交通渋滞情報、交通規制情報、信号制御情報に基づいた走行条件における目的地D1までの所要時間と燃料費(ガソリン代)を運転者に知らせるサービスである。最も経済的な走行を行う推奨速度は、現在のところ、一般道路で40km/h、高速道路で80km/hとされており、これを目安に、推奨速度を一定時間以上外れるとスピーカ9による音声メッセージを運転者に与える。
【0029】
車両の運転者が入力部2から目的地及びサービス(1)を入力すると、ECU3はGPSレシーバ1から入手される現在位置と準天頂レシーバ4から得て記憶部4aに記憶されている交通渋滞、事故や天候による交通規制、信号制御などの動的情報、記憶装置8に記憶されているガソリンの値段等をもとに演算を行い、現在地D0または出発地から目的地D1までの推奨速度走行における所要時間と燃料費(ガソリン代)を基準として、現在の走行条件から予測される走行速度で必要とする複数の経路の所要時間と燃料費の詳細を求め、図5の形でディスプレイ7に表示する。
【0030】
運転者は、表示された複数の経路(コース1〜3)と、各経路で要する時間及びコスト(ガソリン代)の表示から、望ましいコース番号を入力することにより、ディスプレイ7には図5の現在地D0から目的地D1に至る経路表示がなされ、このコースに従った誘導を受けることができる。また同時に、経済的な推奨速度を一定時間以上外れた走行が続くと、推奨速度を促す音によるメッセージをスピーカ9から発し、運転者へ知らせる。
【0031】
車両のガソリン消費量は、同じ距離を走るにしても走行速度により大きく変わることは周知であるが、従来はこの視点が看過され、運転者は通行上の規制があればそれに規制され、なければ自由に経済的走行速度を外れて走行することが往々にしてあった。本実施の形態では、上記経済的走行の推奨速度を基準として、準天頂衛星からの情報を入手して利用することにより、交通渋滞している道路については、渋滞中の走行速度に合わせた時間と燃料費を計算し、また、信号制御情報も準天頂衛星から得て、青信号が続く経路については連続走行、赤信号が続く経路については停止/発進を繰り返す場合の時間と燃料費を予想値とすることにより、よりきめの細かな走行管理ができる。
【0032】
車両側で入手する動的情報は、このシステムのサービス事業者が準天頂衛星を経由して提供するものである。この動的情報の処理については二通りの方法が考えられる。その一つは、動的情報を準天頂衛星に向けて放送するサービス事業者側が渋滞情報、規制情報、信号情報等の全情報を放送し、車両の端末装置側で自エリアのみを選択して情報の書き換えを行う。
【0033】
いま一つの処理方法は、サービス事業者側が渋滞情報変化、規制情報変化、信号情報変化等の変化情報のみを放送し、車両の端末装置側では全て書き換える。
【0034】
なお、上記説明ではディスプレイへの表示を所要時間と燃料費としたが、燃料費の変わりに燃料費プラス高速料金等を含めたコストとして表示してもよい。この場合、ECU は記憶装置 に記憶している高速料金を参照して演算を行う。
【0035】
本実施の形態では、準天頂衛星から準天頂レシーバにより情報を入手するため、従来の3つの情報源、つまり光/電波ビーコンとFM放送を、一つに統合管理でき、端末装置が小型化できる。特に、従来の装置のようにFM多重レシーバやビーコンレシーバを用いないようにすることにより端末装置のコストを低減できる。また、従来主要道路でしか情報入手できなかったが、日本中どこでも情報を入手できる。
【0036】
図6は上記端末装置を利用した車両走行支援サービス(2)を説明するものである。車の運転者が入力部2から目的地D1、希望経由地(給油所、休憩所、景勝地など)D2及びサービス(2)を入力すると、サービス(1)と同様に、現在地または出発地D0から目的地D1までの複数の経路と、各経路で要する時間及びコスト(高速料金、ガソリン代など)を図5と同様な形でディスプレイ7に表示する。運転者はこの図の表示から、望ましいコース番号を入力することにより、ディスプレイ7には図6の表示がなされ、このコースに従った誘導を受けることができる。
【0037】
図7は上記端末装置を利用した車両走行支援サービス(3)を説明するものである。サービス(3)ではタクシーに図4の端末装置を搭載する。乗客はタクシー運転手に行き先を告げると、運転手は入力部2から目的地及びサービス(3)を入力する。ECU3はGPSレシーバ1から得た位置情報と準天頂レシーバ4から得て記憶部4aに記憶されている交通渋滞、事故や天候による交通規制、信号制御などの動的情報、記憶装置8に記憶されているタクシー料金、高速料金、ガソリンの値段等の情報をもとに、経済的走行速度で走行した場合を基準として、現在の交通条件における各経路(コース1〜3)で要する時間及びタクシー代を図7の形でディスプレイ7に表示する。乗客はその中から、希望のコース番号をタクシー運転手に告げ、事前にタクシー代を支払う。これにより乗客は所要時間とタクシー代を予め知り、安心してタクシーを利用できるサービスを受けられる。
【0038】
従来の技術では、無線の繋がるエリア内において、タクシーからサービスセンターに目的地を伝え、センター側でコストを計算してタクシーに伝えるものであったので、無線エリア内でしか使用できなかった。本実施の形態によれば、GPS衛星による位置と準天頂衛星からの最新情報を放送で入手し、端末装置を搭載しているタクシー内で所要時間、料金を計算するので、日本中どこでも使用可能である。
【0039】
図8は上記端末装置を利用した車両走行支援サービス(4)を説明するものである。車両の運転者が入力部2から目的地及びサービス(4)を入力すると、ECU3はGPSレシーバ1から入手した現在位置情報、準天頂レシーバ4から得て記憶部4aに記憶されている交通渋滞、事故や天候による交通規制、信号制御などの動的情報、及び記憶装置8に記憶されている高速料金、ガソリンの値段等の情報をもとに、図8に示すように、出発地D0から現在地D3までの経過時間とコスト(燃料費、通行料等)をディスプレイ7に表示する。運転者はこの表示をもとに走行管理が可能となる。
【0040】
実施の形態3.
本実施の形態3は、上記実施の形態2において、準天頂衛星から入手する動的情報として実測値を用いることを可能にしたものである。実施の形態2では、準天頂レシーバは道路サービス事業者が準天頂衛星経由で送ってくる動的情報を受信して走行所要時間、コスト等を計算し表示するが、その動的情報に実測値を利用しようとするのが本実施の形態3である。
【0041】
図9はそのシステムの概要を示すものである。図9において、このサービスのユーザである車両100は準天頂衛星200を経由してサービス事業者300と情報のやり取りを行う。図10は車両100に搭載される端末装置で、この端末装置には、図4に示す要素に加えて、準天頂トランシーバ10を搭載している。サービス事業者300は各車両に対してポーリングを行い、各車両の端末装置は、動的情報を提供するサービス事業者300からのポーリング時に、準天頂トランシーバ10を用いて準天頂衛星200経由で、自車両の現在位置をサービス事業者300へ送信する。サービス事業者300は入手した車両位置を記録しておき、同じ道路の複数の車両について位置変化が少ない場合は交通渋滞と判定し、その情報を準天頂衛星200経由で新たな動的情報として放送する。車両側であるユーザ100は、サービス事業者300から放送される最新の動的情報によりサービスを受けることができる。
【0042】
現在の道路状況の把握には、上記の他、車両自身が、低速度走行が続くと渋滞であると認識し、サービス事業者300からのポーリングに対して応答するとき、「渋滞中」という情報をサービス事業者300へ準天頂トランシーバ10によって送るようにしてもよい。
【0043】
さらに、信号機がある所で停止する車両が多い場合、その経路は赤信号が続いているとサービス事業者300側が判断して新たな情報とする。
【0044】
実施の形態4.
図11は本実施の形態4を示すもので、これは準天頂衛星を測位精度向上に利用するものである。通常の測位には、車両100側が3個のGPS衛星400a、400b、400cの電波を受信し、位置決定を行うが、本実施の形態4では図11に示すように、これに準天頂衛星200からの信号を加えて測位精度を向上させるものである。
【0045】
実施の形態5.
図12は本実施の形態5を示すもので、これは静止衛星を測位精度向上に利用するものである。通常の測位には、車両100側が3個のGPS衛星400a、400b、400cの電波を受信し、位置決定を行うが、本実施の形態では図12に示すように、これに静止衛星500からの信号加えて測位精度を向上させるものである。
【0046】
実施の形態6.
図13は本実施の形態6を示すもので、これは準天頂衛星または静止衛星を測位精度向上に利用するものにおいて、図13に示すように、ギャップフィラー600を用いて、トンネル内においても車両100に情報が届くようにしたものである。
【0047】
実施の形態7.
本実施の形態は本システムにおいて、車両側(ユーザ)からの正しい動的情報の提供があった場合、そのユーザに対してサービス料金の割引を行うようにしたものである。車両は図14に示すパソコン11を備えた端末装置を搭載している。このパソコン11は、図4の端末装置の入力部とディスプレイの機能を兼用している。この端末装置はパソコン11を備えている他は、図4の構成と同様で、同一要素に同一符号を付して説明を省略する。
【0048】
図15は車両に搭載されている端末装置のパソコン11の画面で、表示されている地図上の車両の現在地を場所指定50してクリックし、その場所の道路状況などを状況欄60に書き込み、送信ボタン70をクリックしてサービス事業者300に送る。サービス事業者300はこの情報を最新の動的情報として準天頂衛星経由で放送し、これに対する苦情がなければ、この情報が正しかったものとして、車両側の情報提供ユーザに対してサービス料金の割引を行う。
【0049】
車両(ユーザ)100側がサービス事業者300へ情報を提供する方法は、図16に示すように、パソコンから地上ネットワーク700経由で伝える方法、図17に示すように、パソコンから携帯ネットワーク800経由で伝える方法、図10に示すと同様な準天頂トランシーバ10経由で伝える方法が考えられる。
【0050】
このサービスによれば、リアルタイムによる情報が得られると同時に、情報提供者にもサービス料の割引というメリットが日本全国どこにでもいても受けられる。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の車両走行支援サービスシステムによれば、準天頂衛星を利用して車両走行サービスに必要な動的情報を取得するものであるから、情報のカバー範囲を極めて広く取ることができるため、日本中の広範囲において最新情報の入手が可能で、顧客へのサービスを向上することができる。
【0052】
また、動的情報として、実測値情報を利用することにより一層精度や信頼性の高いシステムを得ることができる。
【0053】
また、車両の位置をGPSのみで測位するものに比べて、精度や信頼性を向上させることができ、走行支援情報の信頼性、便利性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に係る車両走行支援サービスシステムの概略を示す図である。
【図2】 この発明の実施の形態1に係る車両走行支援サービスシステムの端末装置を示すブロック図である。
【図3】 この発明の実施の形態1に係る車両走行支援サービスシステムの別の端末装置を示すブロック図である。
【図4】 この発明の実施の形態2に係る車両走行支援サービスシステムの端末装置を示すブロック図である。
【図5】 実施の形態2によるサービス(1)のディスプレイ表示である。
【図6】 実施の形態2によるサービス(2)のディスプレイ表示である。
【図7】 実施の形態2によるサービス(3)のディスプレイ表示である。
【図8】 実施の形態2によるサービス(4)のディスプレイ表示である。
【図9】 この発明の実施の形態3に係る車両走行支援サービスシステムの概要を示す図である。
【図10】 実施の形態3に係る車両走行支援サービスシステムの端末装置を示すブロック図である。
【図11】 この発明の実施の形態4に係る車両走行支援サービスシステムの概要を示す図である。
【図12】 この発明の実施の形態5に係る車両走行支援サービスシステムの概要を示す図である。
【図13】 この発明の実施の形態6に係る車両走行支援サービスシステムの概要を示す図である。
【図14】 この発明の実施の形態7に係る車両走行支援サービスシステムの端末装置を示すブロック図である。
【図15】 実施の形態7の入力画面を示す図である。
【図16】 実施の形態7の情報伝送方法を示す図である。
【図17】 実施の形態7の情報伝送方法の別の例を示す図である。
【符号の説明】
1 GPSレシーバ、 2 入力部、
3 ECU、 4 準天頂レシーバ、
4a 記憶部、 5 描画データ処理部、
6 V−RAM、 7 ディスプレイ、
8 記憶装置、 9 スピーカ、
10 準天頂トランシーバ、 11 パソコン、
50 場所指定、 60 状況欄、
70 送信ボタン、 100 車両(ユーザ)、
200 準天頂衛星、 300 サービス事業者、
400a GPS衛星、 400b GPS衛星、
400c GPS衛星、 500 静止衛星、
600 ギャップフィラー。
Claims (5)
- 地図情報を記録する地図情報記録部と、
車両の目的地を入力するための目的地入力部と、
準天頂衛星から第1の周波数帯を用いて送信される車両の走行に影響を与える事項に関する情報を動的情報として第1のアンテナを介して受信する第1の準天頂受信部と、
前記準天頂衛星から前記第1の周波数帯とは異なる第2の周波数帯を用いて送信されるディファレンシャルGPS補正情報及びGPS測位衛星からのGPS信号を前記第1のアンテナとは異なる第2のアンテナを介して受信する第2の準天頂受信部及びGPS受信部と、
前記第2のアンテナを介して受信した前記ディファレンシャルGPS補正情報及び前記GPS信号に基づき車両の現在位置を演算する現在位置演算部と、
前記地図情報記録部に記録された地図情報および前記第1の準天頂受信部により受信された動的情報に基づき、前記位置演算部が演算した現在位置から前記目的地入力部により入力された目的地までの推奨経路を演算する経路演算部と、
前記経路演算部により演算された推奨経路を画面に表示させる映像出力部とを備えたことを特徴とする車両走行支援装置。 - 前記第1の準天頂受信部が受信する前記第1の周波数帯よりも前記第2の準天頂受信部が受信する前記第2の周波数帯の方が波長が長いことを特徴とする請求項1に記載の車両走行支援装置。
- 前記第1の準天頂受信部が受信する前記第1の周波数帯はX帯、Ku帯,K帯又はKa帯であり、前記第2の準天頂受信部が受信する前記第2の周波数帯はL帯,S帯又はC帯であることを特徴とする請求項2に記載の車両走行支援装置。
- 前記GPS受信部は前記第2のアンテナを介してGPS測位衛星からのGPS信号を受信することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の車両走行支援装置。
- 準天頂衛星から第1の周波数帯を用いて車両の走行に影響を与える事項に関する動的情報を送信するとともに、前記順天頂衛星から前記第1の周波数帯よりも波長の長い第2の周波数帯を用いてディファレンシャルGPS補正情報を送信し、前記動的情報を第1のアンテナを介して受信すると共に、前記ディファレンシャルGPS補正情報及びGPS信号を第2のアンテナを介して受信するようにし、前記ディファレンシャルGPS補正情報及びGPS信号にもとづいて車両の現在位置を演算するようにしたことを特徴とする車両走行支援サービスの提供方法。
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