JP5641073B2 - 無線通信装置および無線測位システム - Google Patents
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Description
このように構成された無線測位システムは、請求項1に記載の無線通信装置を備えたものであり、請求項1に記載の無線通信装置と同様の効果を得ることができる。
以下に本発明の第1実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の無線測位システム1は、図1に示すように、GPS(Global Positioning System)圏外領域に分散して設置されて直接無線通信を行う複数の基準局2(図1では2台の基準局2a,2bを示す)と、自動車に搭載されて直接無線通信を行う車載装置3(図1では3台の車載装置3a,3b,3cを示す)と、車載装置3の位置を測定するためのデータを管理する管理サーバ4とから構成されている。
これのうち車速センサ11は、当該車速センサ11が搭載されている車両の速度を検出する。そして、車速センサ11の検出結果は制御部15に入力される。
また広域無線通信機14は、広域無線通信網NWを介して、管理サーバ4との間でデータ通信を行う。
まず、車載装置3のCPU21が実行する位置推定処理の手順を図4を用いて説明する。この位置推定処理は、CPU21の動作中において繰り返し実行される処理である。
次に、管理サーバ4のCPU41が実行する軌跡更新処理の手順を図8を用いて説明する。この軌跡更新処理は、CPU41の動作中において繰り返し実行される処理である。
図9に示すように、道路R1沿いに基準局2a,2bが設置されているとする。なお、基準局2a,2bは、車両の自律センサにより十分な精度で補間できる程度の間隔で配置されている。また、基準局2aは、広域無線通信網NWを介して管理サーバ4と接続されておらず、基準局2bは、広域無線通信網NWを介して管理サーバ4と接続されているとする。
また第2車両は、基準局2aの近傍を走行中であるため、基準局2aに関するプローブ軌跡を作成し、作成したプローブ軌跡と基準局2aの基準軌跡とのマッチング結果に基づいて、自車両の現在位置を算出する。
(第2実施形態)
以下に本発明の第2実施形態を図面とともに説明する。
まず、車載装置103のCPU141が実行する位置推定処理の手順を図13を用いて説明する。この位置推定処理は、CPU141の動作中において繰り返し実行される処理である。
そしてS580に移行すると、プローブセッション内に、受信したプローブ軌跡情報を記憶し、S590にて、セッションタイマの値が、予め設定された満了判定値以上であるか否かを判断する。すなわち、プローブ軌跡情報を前回受信してからの経過時間が、満了判定値に対応する時間を超えたか否かを判断する。
図15に示すように、道路R2沿いに基準局102a,102bが設置されているとする。なお、基準局102a,102bは、車両の自律センサにより十分な精度で補間できる程度の間隔で配置されている。
(第3実施形態)
以下に本発明の第3実施形態を図面とともに説明する。なお第3実施形態では、第2実施形態と異なる部分のみを説明する。
すなわち、S600の処理が終了すると、S810にて、第1実施形態のS230と同様にして、S600で追加されたプローブ軌跡情報と同じ車種および進行方向を有する基準軌跡を、S600で追加されたプローブ軌跡を用いて更新する。但し、同じ車種と同じ進行方向の基準軌跡には、第1車線の基準軌跡と第2車線の基準軌跡とが含まれるため、S810では、プローブ軌跡のプローブ量に付加されている速度情報と舵角情報に基づいて、第1車線のプローブ軌跡であるか第2車線のプローブ軌跡であるかを判断して基準軌跡を更新する。そしてS810の処理が終了すると、S620に移行する。
以下に本発明の第4実施形態を図面とともに説明する。なお第4実施形態では、第1実施形態と異なる部分のみを説明する。
まず、第4実施形態の位置推定処理は、図19に示すように、S20の処理が省略されて、S900の処理が追加された点以外は第1実施形態と同じである。
図21に示すように、車載装置3aを搭載する車両(以下、第1車両という)が、道路R4上を走行しており、道路R4上の交差点CPで左折するとする(走行軌跡VP41を参照)。そして、交差点CPの手前の道路R4沿いに、未登録の基準局2dが設置されているとする。
このように構成された車載装置3では、プローブ軌跡情報に対応した走行軌跡情報を管理サーバ4へ送信する(S900)。これにより、管理サーバ4は、受信したプローブ軌跡情報および走行軌跡情報に基づいて、プローブ量と道路R4上の位置との対応関係を示す基準軌跡を作成することができるため、管理サーバ4に登録されていない基準局2の基準軌跡情報を新規に登録することができる。
(第5実施形態)
以下に本発明の第5実施形態を図面とともに説明する。
また広域無線通信機214は、広域無線通信網NWを介して、管理サーバ204との間でデータ通信を行う。
また制御部216は、CPU221、ROM222、およびRAM223を備え、ROM222が記憶するプログラムに基づく処理をCPU221が実行することにより、通信機213,214およびレーダ装置215を制御する。
管理サーバ204は、図24に示すように、広域無線通信機231と制御部232を備える。これらのうち広域無線通信機231は、広域無線通信網NWを介して、基準局202および車載装置203との間でデータ通信を行う。また制御部232は、CPU241、ROM242、およびRAM243を備え、ROM242が記憶するプログラムに基づく処理をCPU241が実行することにより、広域無線通信機231を制御する。また、制御部232のRAM243には、車間距離に関する基準軌跡情報(後述)が記憶されている。なお以下、車間距離に関する基準軌跡情報を、車間距離基準軌跡情報という。この車間距離基準軌跡情報は、自車両の車種と前方車両の車種との組合せ毎に設けられている。
図29に示すように、車載装置203aを搭載する車両(以下、第1車両という)と、車載装置203bを搭載する車両(以下、第2車両という)が基準局202a付近を走行しているとする。そして、第1車両の前方で第2車両が走行しており、第1車両と第2車両との間で直接無線通信が行われているとする(矢印AL51を参照)。この場合には、車載装置203aおよび車載装置203bがそれぞれ、基準局202aを介して管理サーバ204へプローブ量情報等を送信する(矢印AL52,AL53,AL54を参照)。
さらに、車載装置203eを搭載する車両(以下、第5車両という)の前方で、車載装置203fを搭載する車両(以下、第6車両という)が走行しており、第5車両および第6車両の付近に基準局202が設置されていないとする。そして、第5車両と第6車両との間で直接無線通信が行われているとする(矢印AL57を参照)。この場合に、第5車両は、第6車両との直接無線通信により作成された車間距離プローブ軌跡と、管理サーバ204から既に取得している車間距離基準軌跡とを比較することにより、レーダ装置を用いることなく、第5車両と第6車両との車間距離を推定することができる。
以下に本発明の第6実施形態を図面とともに説明する。なお第6実施形態では、第1実施形態と異なる部分のみを説明する。
まず基準局2は、車両の現在位置を示す車両現在位置情報を車載装置3から受信すると、受信した車両現在位置情報を無線ビーコンに含ませる処理が追加された点以外は第1実施形態と同じである。すなわち基準局2は、基準局2自身の識別情報と、受信した車両現在位置情報とを含む無線ビーコンを、直接無線通信機能により、周囲の自動車に定期的に送信する。
すなわち、S100の処理が終了すると、S1210にて、S40で検出した無線ビーコンに含まれている車両現在位置情報と、S100で算出した自車両の現在位置とを用いて、車両現在位置情報に対応する車両と自車両との車間距離を算出する。その後S1220にて、S100で算出した自車両の現在位置を示す自車両現在位置情報を基準局2へ送信し、位置推定処理を一旦終了する。
図31に示すように、車載装置3aを搭載する車両(以下、第1車両という)と、車載装置3bを搭載する車両(以下、第2車両という)が道路R6上で基準局2a付近を走行しているとする。そして、第2車両の前方で第1車両が走行しており、さらに、第1車両が道路R6のカーブを走行し、第2車両が道路R6のカーブの手前を走行しており、第1車両と第2車両とを結ぶ直線上に障害物が存在するとする(破線DL61を参照)。この場合には、第2車両は、第2車両がレーダ装置を搭載していたとしても、第1車両と第2車両との間の車間距離を精度良く推定することが困難である。
(第7実施形態)
以下に本発明の第7実施形態を図面とともに説明する。なお第7実施形態では、第3実施形態と異なる部分のみを説明する。
遮蔽領域A3は、上記の直接波および回折波が到達しない領域である。
すなわちS370において、プローブ軌跡が基準軌跡と一致しているいか否かを判断する手法が変更されている。
また車載装置103は、基準軌跡TR1,TR2,TR3,TR4のプローブ量と、プローブ軌跡のプローブ量との一致度合いを示すパラメータとして、上記プローブ量差の逆数を、基準軌跡TR1,TR2,TR3,TR4上の複数の点で算出するとともに、基準軌跡TR1,TR2,TR3,TR4上の複数の点で算出された上記プローブ量差の逆数のそれぞれについて、基準軌跡上の対応する点に基づいて予め設定された重み係数を乗じた乗算値を算出し、算出した複数の乗算値を用いて、上記対応関係を決定する。そして、基準軌跡TR1,TR2,TR3,TR4上の点が一致判定優先領域に含まれる場合の重み係数は、一致判定優先領域に含まれない場合の重み係数よりも大きくなるように設定されている。
例えば上記実施形態では、プローブ量として受信信号強度RSSIを用いたものを示したが、プローブ量としてTOF(Time Of Flight)または電波の到来角度を用いるようにしてもよい。
Claims (20)
- データを無線送信する無線送信機(2,102,203)から送信されるデータを直接無線通信により受信する無線通信手段(13,133,213)を備えた無線通信装置(3,103,203)であって、
前記無線通信手段による無線受信状況を検出する検出手段(S50,S340,S1050)と、
前記無線送信機から送信されるデータを前記無線通信手段により無線受信するときの前記無線受信状況と、当該無線通信装置の位置に関連する情報である位置関連情報との対応関係が2点以上設定された対応関係基準情報を記憶する基準情報記憶手段(23,143,223)と、
前記無線送信機と当該無線通信装置との間の相対距離に関連する情報である相対距離関連情報を測定する距離測定手段(S60,S350,S1060)と、
前記検出手段により検出された複数の前記無線受信状況と、前記距離測定手段により測定された複数の前記相対距離関連情報との対応関係を示す第1対応関係測定情報を作成する第1作成手段(S70,S360,S1070)と、
前記対応関係基準情報と前記第1対応関係測定情報とを比較することにより、前記位置関連情報と前記相対距離関連情報との対応関係を決定する対応関係決定手段(S80,S370,S1100)と、
前記対応関係決定手段により決定された、前記位置関連情報と前記相対距離関連情報との対応関係と、前記検出手段により検出された現在の前記無線受信状況とに基づいて、当該無線通信装置における現在の位置を決定する位置決定手段(S90,S100,S380,S390,S1110)とを備える
ことを特徴とする無線通信装置。 - 前記無線送信機(2,102)は、予め設定された設置位置に固定して設置されており、
前記対応関係基準情報における前記位置関連情報は、前記無線送信機の付近に敷設されている道路上の位置を示す情報であり、
前記第1対応関係測定情報における前記相対距離関連情報は、前記無線送信機の付近に敷設されている道路上で移動した移動距離である
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 - 前記対応関係基準情報は、当該無線通信装置が搭載された車両の車種毎に設けられている
ことを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。 - 前記道路は、片側複数車線であり、
前記対応関係基準情報は、前記道路の車線毎に設けられている
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の無線通信装置。 - 前記無線通信手段を用いて、前記無線送信機から送信される前記対応関係基準情報を取得する第1基準情報取得手段(S320,S330,S410,S420)を備える
ことを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の無線通信装置。 - 前記無線通信手段を用いて、前記第1作成手段により作成された前記第1対応関係測定情報を前記無線送信機へ送信する第1測定情報送信手段(S400)を備える
ことを特徴とする請求項5に記載の無線通信装置。 - 複数の前記無線送信機毎に設けられた前記対応関係基準情報を管理する第1管理装置(4)と広域無線通信網を介して無線通信を行うことにより、前記第1管理装置から前記対応関係基準情報を取得する第2基準情報取得手段(S30)を備える
ことを特徴とする請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の無線通信装置。 - 広域無線通信網を介して無線通信を行うことにより、前記第1作成手段により作成された前記第1対応関係測定情報を前記第1管理装置へ送信する第2測定情報送信手段(S20)を備える
ことを特徴とする請求項7に記載の無線通信装置。 - 当該無線通信装置の移動軌跡を示す情報を移動軌跡情報として、
広域無線通信網を介して無線通信を行うことにより、前記第1対応関係測定情報に対応した前記移動軌跡情報を前記第1管理装置へ送信する移動軌跡送信手段(S900)を備える
ことを特徴とする請求項8に記載の無線通信装置。 - 当該無線通信装置の現在位置を示す情報を装置現在位置情報として、
前記無線送信機は、直接無線通信により前記装置現在位置情報を受信する機能と、受信した前記装置現在位置情報を直接無線通信により送信する機能とを有し、
当該無線通信装置は、
前記無線通信手段を用いて、前記装置現在位置情報を前記無線送信機へ送信する位置情報送信手段(S1220)を備える
ことを特徴とする請求項1〜請求項9の何れか1項に記載の無線通信装置。 - 前記無線送信機(203)は、道路上を移動する第1移動体に搭載されており、
前記対応関係基準情報における前記位置関連情報は、前記第1移動体と当該無線通信装置との間の相対距離を示す情報であり、
予め設定された時点における前記第1移動体と当該無線通信装置との間の相対距離を基準相対距離として、前記第1対応関係測定情報における前記相対距離関連情報は、前記基準相対距離を基準とした、前記第1移動体と当該無線通信装置との間の相対距離の増減を示す情報である
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 - 前記対応関係基準情報を管理する第2管理装置(204)と広域無線通信網を介して無線通信を行うことにより、前記第2管理装置から前記対応関係基準情報を取得する第3基準情報取得手段(S1030)を備える
ことを特徴とする請求項11に記載の無線通信装置。 - 当該無線通信装置は、道路上を移動する第2移動体に搭載されており、
前記第2移動体には、前記第2移動体の前方で走行する前記第1移動体と間の相対距離を測定する相対距離測定装置(215)が搭載され、
当該無線通信装置は、
前記検出手段により検出された前記無線受信状況と、前記相対距離測定装置により測定された前記相対距離を示す情報との対応関係を示す第2対応関係測定情報を作成する第2作成手段(S1090)と、
広域無線通信網を介して無線通信を行うことにより、前記第2作成手段により作成された前記第2対応関係測定情報を前記第2管理装置へ送信する第3測定情報送信手段(S1020)とを備える
ことを特徴とする請求項12に記載の無線通信装置。 - 前記無線送信機と、前記無線送信機の付近に敷設されている道路との間に、データを送信するために前記無線送信機から伝播する波動の一部を遮蔽する障害物(150)が設置され、
前記障害物に遮蔽されることなく前記無線送信機から前記道路に到達する前記波動を直接波とし、前記道路において前記直接波が到達する領域を直接波到達領域とし、前記波動が前記障害物に遮蔽されることにより前記道路において前記直接波が到達しない領域を直接波非到達領域とし、
前記対応関係決定手段(S370)は、
前記対応関係基準情報と前記第1対応関係測定情報との比較において、前記対応関係基準情報の前記位置関連情報が、前記直接波非到達領域と前記直接波非到達領域との境界を含むように予め設定された優先領域内に含まれる場合に行った比較結果を、前記対応関係基準情報の前記位置関連情報が前記優先領域内に含まれない場合に行った比較結果よりも優先して、前記対応関係を決定する
ことを特徴とする請求項2〜請求項4の何れか1項に記載の無線通信装置。 - 前記障害物(170)は、前記無線送信機に固定して設置される
ことを特徴とする請求項14に記載の無線通信装置。 - 前記波動は電波である
ことを特徴とする請求項14または請求項15に記載の無線通信装置。 - 前記波動は光波である
ことを特徴とする請求項14または請求項15に記載の無線通信装置。 - 前記波動は音波である
ことを特徴とする請求項14または請求項15に記載の無線通信装置。 - 前記対応関係決定手段は、
前記対応関係基準情報の前記無線受信状況と、前記第1対応関係測定情報の前記無線受信状況との一致度合いを示すパラメータを、前記対応関係基準情報の前記位置関連情報が示す複数の算出位置で算出するとともに、複数の前記算出位置で算出された前記パラメータのそれぞれについて、対応する前記算出位置に基づいて予め設定された重み係数を乗じた乗算値を算出し、算出した複数の前記乗算値を用いて、前記対応関係を決定し、
前記算出位置が前記優先領域に含まれる場合の前記重み係数は、前記算出位置が前記優先領域に含まれない場合の前記重み係数よりも大きくなるように設定されている
ことを特徴とする請求項14〜請求項18の何れか1項に記載の無線通信装置。 - 請求項1に記載の前記無線送信機と、請求項1に記載の前記無線通信装置とを備える
ことを特徴とする無線測位システム(1,101,201)。
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