專利名稱：車輛位置計算裝置及車輛位置計算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對行駛車輛的當前位置進行計算的車輛位置計算裝置 及車輛位置計算方法。
背景技術(shù)：
近年來，根據(jù)車輛導(dǎo)航系統(tǒng)和物流管理等的要求，要求計算車輛的 行駛位置。作為這種計算車輛的行駛位置的技術(shù)有使用光信標等道路側(cè) 裝置的技術(shù)(例如專利文獻l)。在該技術(shù)中，取出從光信標發(fā)送來的信
標信號中所包含的位置信息(x， y)，另一方面，檢測車輛從取出該位 置信息(x， y)的位置自主行駛的移動方向和距離(厶x， Ay)。通過 在該位置信息(x， y)中加上自主行駛的移動方向和距離(Ax， Ay)， 來計算出該時刻的車輛的當前位置(x+Ax， y+Ay)。
專利文獻1:日本特開11-160085號爿〉報
但是，在上述專利文獻l所公開的技術(shù)中，對于位置信息(x， y), 簡單地加上自主行駛的移動方向和距離(Ax， Ay)來計算出車輛的當 前位置(x+Ax， y+Ay)。因此，未考慮取得位置信息的位置處的車輛 的朝向。因此，存在由于取得位置信息之時的車輛的朝向有時會使所計 算出的車輛的位置的誤差變大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題在于提供一種可以不取決于取得位置信息之時 的車輛的朝向，而高精度地計算出當前車輛的位置的車輛位置計算裝置 和車輛位置計算方法。
為了解決上述課題的本發(fā)明的車輛位置計算裝置，具備基準位置 信息取得單元，其從道路側(cè)裝置中取得基準位置信息，該基準位置信息 作為檢測車輛的位置時的基準位置；行進方向檢測單元，其檢測取得所 述基準位置的時間點的所述車輛的行進方向；行駛狀態(tài)相對變化檢測單元，其檢測車輛行駛狀態(tài)的相對變化，該車輛行駛狀態(tài)的相對變化是相
對于取得基準位置的時間點的車輛的行駛狀態(tài)的相對變化；位置計算單 元，其基于行進方向檢測單元檢測出的車輛的行進方向和行駛狀態(tài)變化 檢測單元檢測出的車輛的行駛狀態(tài)的變化來計算出車輛的位置。
在本發(fā)明的車輛位置計算裝置中，檢測取得基準位置的時間點的車 輛的行進方向，基于檢測出的行進方向和車輛的行駛狀態(tài)的變化計算車 輛的位置，且該基準位置是從道路側(cè)裝置取得的。因此，可以考慮基準 位置處的車輛的朝向來求得車輛的位置。因此，可以不取決于取得作為 基準位置的位置信息之時的車輛的朝向，而高精度地計算出車輛的當前 位置。
此外，這里所述的"取得基準位置的時間點"是意味著開始計算車 輛位置的相對變化時的行進方向的時間點，例如包含在后述的實施方式 中的"車輛通過接收區(qū)域并離開接收區(qū)域"的時間點。
這里，可以采取如下的方式位置計算單元基于行進方向檢測單元
駛狀態(tài)的變化，求出車輛的位置相對于基準位置的相對變化，基于基準 位置和車輛的位置相對于基準位置的相對變化來計算出車輛的位置。
這樣，可以通過在求出車輛的位置的相對變化之后計算車輛的位 置，利用簡單的運算來計算出車輛的位置。此外，即使不求出車輛位置 的相對變化，例如也可以根據(jù)基準位置和車輛的行駛狀態(tài)的變化直接計 算出車輛的位置。
另外，可以采取如下的方式行進方向檢測單元，當檢測車輛在取 得基準位置的時間點的行進方向時，按沿著設(shè)置有所述道路側(cè)裝置的車 道的方向和橫切車道的方向進行區(qū)別來檢測行進方向。
這樣，通過按沿著設(shè)置有道路側(cè)裝置的車道的方向和橫切車道的方 向進行區(qū)別來檢測行進方向，可以根據(jù)它們的區(qū)別通過簡單的計算，高 精度地計算出車輛的位置。
并且，道路側(cè)裝置是針對車輛行駛的道路中的規(guī)定形狀的接收區(qū)域 提供無線數(shù)據(jù)的信標。信標通過無線數(shù)據(jù)提供與接收區(qū)域有關(guān)的接收區(qū)域信息，還包括接收區(qū)域信息取得單元，取得從信標提供的接收區(qū)域 信息；和移動距離計算單元，其在與信標進行通信的過程中計算出車輛 已移動的距離，行進方向檢測單元，基于被提供無線數(shù)據(jù)的接收區(qū)域的 形狀和移動距離計算單元計算出的移動距離來檢測車輛的行進方向.
這樣，通過使用從信標提供無線數(shù)據(jù)的接收區(qū)域來檢測車輛的行進 方向，可以不會被環(huán)境因素或個人特性所限制，而高精度地檢測出車輛 的行進方向。
而且，可以采用如下的方式還具有用于檢測車輛的行進路線變更 行動的行進路線變更行動檢測單元，行進方向檢測單元，當在與道路側(cè) 裝置進行通信的過程中檢測出行進路線變更行動的情況下，基于從通信 開始時到檢測出行進路線變更行動時的距離、和從檢測出行進路線變更 行動時到通信結(jié)束時的距離來檢測車輛的行進方向。
這樣，通過使用行進路線變更行動，可以進一步高精度地檢測出車 輛的行進方向。此外，作為本發(fā)明中的車輛的變更行動，可以例舉方向 盤轉(zhuǎn)向角的操作歷史、方向指示燈操作的有無、跨越白線等。
另外，解決上述i果題的本發(fā)明的車輛位置計算方法，其特征在于， 包括基準位置信息取得步驟，從道路側(cè)裝置中取得基準位置信息，該 基準位置信息作為檢測車輛的位置之時的基準位置；行進方向檢測步 驟，檢測取得基準位置的時間點的車輛的行進方向；行駛狀態(tài)相對變化 檢測步驟，檢測車輛行駛狀態(tài)的相對變化，該車輛行駛狀態(tài)的相對變化 是相對于取得基準位置的時間點的車輛的行駛狀態(tài)的相對變化；位置計
算步驟，基于行進方向檢測步驟中檢測出的車輛的行進方向和行駛狀態(tài) 變化檢測步驟中檢測出的車輛的行駛狀態(tài)的變化來計算出車輛的位置。
這里，可以采用如下的方式位置計算步驟，是基于行進方向檢測
車輛的行駛狀態(tài)的變化，求出車輛的位置相對于基準位置的相對變化的 步驟，基于基準位置和車輛的位置相對于基準位置的相對變化來計算出 車輛的位置。
另外，可以采用如下的方式在行進方向檢測步驟中，當檢測車輛在取得基準位置的時間點的行進方向時，按沿著"&置有道路側(cè)裝置的車 道的方向和橫切車道的方向進行區(qū)別來檢測行進方向。
并且，可以采用如下的方式道路側(cè)裝置是針對車輛行駛的道路中 的規(guī)定形狀的接收區(qū)域提供無線數(shù)據(jù)的信標，信標通過無線數(shù)據(jù)提供與 接收區(qū)域有關(guān)的接收區(qū)域信息，還包括接收區(qū)域信息取得步驟，取得 從信標提供的接收區(qū)域信息；移動距離計算步驟，在與信標進行通信的 過程中計算出車輛已移動的距離，在行進方向檢測步驟中，基于被提供 無線數(shù)據(jù)的接收區(qū)域的形狀和在移動距離計算步驟中計算出的移動距 離來檢測車輛的行進方向。
而且，可以采用如下的方式還具備檢測車輛的行進路線變更行動 的行進路線變更檢測步驟，在行進方向檢測步驟中，當在與道路側(cè)裝置 進行通信的過程中檢測出行進路線變更行動的情況下，基于從通倌開始 時到檢測出行進路線變更行動時的距離、和從檢測出行進路線變更行動 時到通信結(jié)束時的距離來檢測車輛的行進方向。
本發(fā)明的進一步的應(yīng)用范圍，根據(jù)以下詳細的發(fā)明將會更加明確， 但是，詳細的說明以及特定的事例只是表示本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式， 僅是示例地表示的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該能夠想到根據(jù)該詳細說明 可以在本發(fā)明的思想和范圍內(nèi)進行各種變更和改良。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的車輛位置計算裝置以及車輛位置計算方法，可以不依 賴于取得位置信息之時的車輛的朝向，而高精度地計算出當前的車輛位置。


圖l是表示本發(fā)明的車輛位置計算裝置的方框構(gòu)成圖。 圖2是表示車輛位置計算裝置中的處理的順序的流程圖。 圖3是表示檢測車輛的行進方向的處理的順序的流程圖。 圖4是表示接著圖3的處理的順序的流程圖。圖5中(a)是說明光信標的設(shè)置狀況的示意立體圖，(b)是照射 區(qū)域的俯視圖，(c)是設(shè)置了光信標的道路的附近的道路線形圖。
圖6是說明接收區(qū)域中的車輛的通行方式的例子的說明圖。
圖7是說明車輛通行方式的另一例的說明圖。
圖8中(a) (b)均是說明在接收區(qū)域內(nèi)進行一次行進線路變更行 動時的第 一移動距離dl和第二移動距離之間的關(guān)系的說明圖。
圖9是說明車輛的通行方式的再另一例的說明圖。
圖IO是說明通行方式的再另一例的說明圖。
圖11中(a)是設(shè)置了轉(zhuǎn)向箭頭方向指示燈的信號機的主視圖，(b) 是表示光信標的接收區(qū)域的俯視圖，該光信標被設(shè)置在未到設(shè)置有該信 號機的位置的之前的位置。
圖中符號說明l-車輛位置計算ECU; 2-車載通信裝置；3-車輪速 度傳感器；4-轉(zhuǎn)向角傳感器；5-方向指示燈開關(guān)；ll-基準位置取得部； 12-接收區(qū)域形狀取得部；13-移動距離計算部；14-行進路線變更行動檢 測部；15-相對位置變化檢測部；16-行進方向檢測部；17-車輛位置計算 部；20-光信標；30-信號機；34-右轉(zhuǎn)彎箭頭方向指示燈；d-移動距離； dl-第一移動距離；d2-第二移動距離；LA-主線；LB-支線；ra-長軸； rb-脫離考慮直徑；rc-短軸；X-行進路線變更行動位置。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。此外，在附圖的說 明中對相同的要素賦予相同的標號，省略其重復(fù)說明。另外，為了圖示 的方^f更，附圖的尺寸比例未必與說明的尺寸一致。
圖l是本發(fā)明的車輛位置計算裝置的方框構(gòu)成圖。如圖1所示，本 實施方式的車輛位置計算裝置即車輛位置計算ECU1，設(shè)置在未圖示的 車輛中，其具備基準位置取得部11、接收區(qū)域形狀取得部12以及移動 距離計算部13。另外，車輛位置計算ECUl,具備行進路線變更行動檢 測部14、相對位置變化檢測部15、行進方向檢測部16以及車輛位置計算部17。并且，車輛位置計算ECU1與車載通信裝置2、車輪速度傳感 器3、轉(zhuǎn)向角傳感器4以及方向指示燈開關(guān)5連接。
車載通信裝置2，如圖5中(a)所示，與設(shè)置在道路側(cè)的作為道路 側(cè)裝置的光信標20之間進行雙向通信。在光信標20和車載通信裝置2 之間，可以通過近紅外線進行數(shù)據(jù)的發(fā)送接收。光信標20發(fā)送包含光 信標20的設(shè)置位置的位置信息的基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)調(diào)信息和VICS信息。在 車載通信裝置2中，接收從光信標20發(fā)送來的基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)調(diào)信息和 VICS信息。另一方面，車載通信裝置2發(fā)送車輛ID信息。光信標20 接收從車載通信裝置2發(fā)送來的車輛ID信息。這樣，在光信標20和車 載通信裝置2之間進行雙向通信。
將光信標20發(fā)送信號的發(fā)送范圍即車載通信裝置2可以接收到光 信標20所發(fā)送的信號的接收區(qū)域設(shè)為，到達道路時的形狀為橢圓形。 將橢圓形狀的接收區(qū)域設(shè)為，例如長軸為6.3m、短軸為4m。車載通信 裝置2在接收到從光信標20發(fā)送來的數(shù)據(jù)時，將包含表示光信標20的 位置的光信標位置信息以及接收區(qū)域信息的光信標信息輸出到車輛位 置計算ECU1中的基準位置取得部11、接收區(qū)域形狀取得部12以及相 對位置變化檢測部15。
車輪速度傳感器3，是設(shè)置在各個車輪中的、檢測車輪速度脈沖的 傳感器。在車輪速度傳感器3中，分別檢測各個車輪的車輪速度脈沖， 將檢測到的車輪速度脈沖，輸出到車輛位置計算ECU1中的移動距離計 算部13以及相對位置變化檢測部15。
轉(zhuǎn)向角傳感器4，由設(shè)置在未圖示的方向盤中的旋轉(zhuǎn)編碼器等構(gòu)成。 轉(zhuǎn)向角傳感器4檢測駕駛者輸入的轉(zhuǎn)向角度的方向和大小，將與檢測到 的轉(zhuǎn)向角度的方向和大小相對應(yīng)的轉(zhuǎn)向角信號發(fā)送到車輛位置計算
Ecm中。
方向指示燈開關(guān)5，被設(shè)置在未圖示的方向指示燈中，檢測方向指 示燈的操作狀況。方向指示燈開關(guān)5，在對方向指示燈進行了與左轉(zhuǎn)或 右轉(zhuǎn)相應(yīng)的操作之時，將與操作相應(yīng)的方向指示燈操作信息輸出到車輛 位置計算ECU1中的行進路線變更行動檢測部14和相對位置變化檢測 部15。車輛位置計算ECU1中的基準位置取得部11，在取得了從車載通信 裝置2輸出的光信標信息中所包含的光信標位置信息之時，取得光信標 位置作為基準位置?；鶞饰恢萌〉貌?1將與取得的基準位置相關(guān)的基 準位置信息輸出到車輛位置計算部17。
接收區(qū)域形狀取得部12，基于包含在從車載通信裝置2輸出的光信 標信息中的接收區(qū)域信息，取得可以接收來自光信標20的信號的接收 區(qū)域的形狀即接收區(qū)域形狀。接收區(qū)域形狀取得部12在已取得了接收 區(qū)域形狀之時，向行進方向檢測部16輸出與已取得的接收區(qū)域形狀有 關(guān)的接收區(qū)域形狀信息。如圖5中(b)所示，可以接收到來自光信標 20的信號的接收區(qū)域R為橢圓形。
在本實施方式中，接收區(qū)域信息，包括為橢圓形的接收區(qū)域的形狀、 接收區(qū)域的長軸ra、短軸rc、考慮了脫離角度的直徑(以下稱為脫離 考慮直徑)rb。根據(jù)圖5中(c)所示的道路中的主線LA和從主線LA 分支的支線LB所成的角度6來決定這里的脫離考慮直徑rb。也可以按 照設(shè)置了光信標20的每個位置來設(shè)定這里的角度6 ,也可以設(shè)定成一 樣。
移動距離計算部13基于從車輪速度傳感器3輸出的車輪速度脈沖 計算車速。另外，在移動距離計算部13中，在已從車載通信裝置2輸 出了光信標信息的期間，根據(jù)計算出的車速和已輸出了光信標信息的時 間來計算光信標信息被輸出后的車輛的移動距離。移動距離計算部13 將與計算出的移動距離有關(guān)的移動距離信息輸出到相對位置變化檢測
部15和行進方向檢測部16。
行進路線變更行動檢測部14基于從轉(zhuǎn)向角傳感器4發(fā)送來的轉(zhuǎn)向 角信號，檢測車輛是否存在行進路線變更行動。行進路線變更行動檢測 部14，在檢測到行進路線變更行動之時，將行進路線變更信息輸出到行 進方向檢測部16。另外，行進路線變更行動檢測部14，在從方向指示 燈開關(guān)5輸出的方向指示燈操作信號已被輸出之時，將方向指示燈操作 信息輸出到行進方向檢測部16。在這些行進路線變更信息中，除了行進 路線變更的有無之外，還包括與變更了行進路線的方向有關(guān)的信息。同 樣地，在方向指示燈操作信息中，除了方向指示燈操作的有無之外還包括與方向指示燈所指示的方向有關(guān)的信息。
相對位置變化檢測部15，基于從車輪速度傳感器3輸出的車輪速度 脈沖計算車速。另外，在相對位置變化檢測部15中，在從車載通信裝 置2輸出的光信標信息的輸出結(jié)束后，根據(jù)計算出的車速、和光信標信 息的輸出結(jié)束后經(jīng)過的時間，計算離開接收區(qū)域后的車輛的移動距離。 進而，相對位置變化檢測部15基于從轉(zhuǎn)向角傳感器4發(fā)送的轉(zhuǎn)向角信 號，取得從車輛通信裝置2輸出光信標信息信號后的車輛的轉(zhuǎn)向角的歷 史。相對位置變化檢測部15，基于離開接收區(qū)域后的車輛的移動距離和 轉(zhuǎn)向角的歷史，檢測已從基準位置移動的車輛位置的相對變化。相對位 置變化檢測部15，將基于檢測出的車輛位置的相對變化的相對位置變化 信息輸出到車輛位置計算部17。
行進方向檢測部16,基于從接收區(qū)域形狀取得部12輸出的接收區(qū) 域形狀信息、從移動距離計算部13輸出的移動距離信息以及從行進路 線變更行動檢測部14輸出的行進路線變更信息，檢測接收區(qū)域中的車 輛的行進方向。關(guān)于具體的行進方向的檢測順序在后面說明。行進方向 檢測部16將與檢測出的行進方向有關(guān)的行進方向信息輸出到車輛位置 計算部17。
車輛位置計算部17，基于從基準位置取得部11輸出的基準位置信 息、從相對位置變化檢測部15輸出的相對變化信息以及從行進方向檢 測部16輸出的行進方向信息，計算當前的車輛位置。關(guān)于當前的車輛 位置的計算順序也在后面進行說明。
接著，對本實施方式的車輛位置計算裝置中的車輛位置的計算順序 進行說明。在本實施方式的車輛位置計算裝置中，在與光信標20之間 進行發(fā)送接收通信之后，計算出車輛離開光信標20的接收區(qū)域之后當 前行駛中的位置。
圖2是表示本實施方式的車輛位置計算裝置中的處理的順序的流程圖。
如圖2所示，在本實施方式的車輛位置計算裝置中，首先，在基準 位置取得部11中取得基準位置(Sl)。將這里所取得的基準位置設(shè)成，基于從光信標20發(fā)送來的光信標關(guān)聯(lián)信息中所包含的光信標位置信息 的光信標20的位置。將這里所取得的基準位置設(shè)為基準位置(x， y)。
若取得了基準位置，則在行進方向檢測部16中檢測在已取得基準 位置的時間點的車輛通過接收區(qū)域并離開接收區(qū)域之時的車輛的行進 方向(S2)。行進方向檢測部16將與檢測出的行進方向有關(guān)的行進方向 信息輸出到車輛位置計算部17中。
按照圖3所示的流程進行車輛的行進方向的檢測?；旧希鶕?jù)光 信標20與車載通信裝置2之間的通信過程中的車輛的移動距離(以下 稱為"通信過程中的移動距離")d和接收區(qū)域的各個軸之間的關(guān)系進 行車輛的行進方向的檢測。大致地說，當在通信過程中的移動距離d為 長軸ra以下且比脫離考慮直徑rb大時，判斷為車輛在接收區(qū)域中直行。 另外，當在通信過程中的移動距離d為脫離考慮直徑rb以下且比短軸 rc大時，判斷為車輛在接收區(qū)域中斜向行駛了。進而，當在通信過程中 的移動距離d為短軸rc以下時，判斷為車輛橫切接收區(qū)域進行了車道 變更、或者是已變更到相鄰車道中行駛的車輛。而且，當在通信過程中 的移動距離d比長軸ra大時，判斷系統(tǒng)異?；蛏咝旭{駛。具體地是， 按照圖3所示的流程圖進行行進方向的檢測。
圖3是表示檢測車輛的行進方向的處理順序的流程圖。如圖3所示， 在進行行進方向的檢測之時，在光信標20與車載通信裝置2之間的通 信過程中，判斷車輛是否進行了左右轉(zhuǎn)彎動作(Sll)?；趶能囕d通信 裝置2輸出的光信標信息進行光信標20與車載通信裝置2之間處于通 信過程中的判斷。另外，根據(jù)行進路線變更行動檢測部14輸出的行進 路線變更信息進行車輛是否進行了左右轉(zhuǎn)彎行動的判斷。這里，在從行 進路線變更行動檢測部14輸出了行進路線變更信息的情況下，判斷為 已進行了左右轉(zhuǎn)彎行動，但是，也可以采取如下的方式在輸出了行進 路線變更信息且輸出了表示已經(jīng)存在方向指示燈操作的方向指示燈操 作信息的情況下，判斷為已進行了左右轉(zhuǎn)彎行動。
其結(jié)果，當判斷為在光信標20與車載通信裝置2之間的通信過程 中車輛未進行左右轉(zhuǎn)彎行動時，將計數(shù)器的計數(shù)值保持為0 (S12)，進 入步驟S16。另一方面，當判斷為在光信標20與車載通信裝置2之間的通信過程中車輛進行了左右轉(zhuǎn)彎行動時，將計數(shù)器的計數(shù)值設(shè)為1
(S12 )。接著，進行在光信標20和車載通信裝置2之間的通信過程中 車輛是否又進行了左右轉(zhuǎn)彎行動的判斷(S13)。
其結(jié)果，當判斷為在光信標20與車載通信裝置2之間的通信過程 中車輛未進行左右轉(zhuǎn)彎行動時，將計數(shù)器的計數(shù)值保持為l不變，進入 步驟S16。另外，當判斷為在光信標20與車載通信裝置2之間的通信 過程中車輛進行了左右轉(zhuǎn)彎行動時，將計數(shù)器的計數(shù)值設(shè)為2(步驟 S14)，進入步驟S16。
如果在步驟S12、 S14、 S15中設(shè)定了計數(shù)器的計數(shù)值，則在移動距 離計算部13中，計算通信過程中的移動距離d (S16)。在已從車載通 信裝置2輸出了光信標信息的期間，根據(jù)計算出的車速和已輸出了光信 標信息的時間(光信標20和車載通信裝置2之間的通信時間)計算該 通信過程中的移動距離d。
對于已輸出了光信標信息的時間，例如可以通過存儲光信標的最初 的數(shù)據(jù)接收時刻和最后的數(shù)據(jù)接收時刻并求得兩者的時刻之差來計算， 也可以根據(jù)從光信標接收到的數(shù)據(jù)的幀數(shù)來計算。但是，在這些方法中， 要求即使在必要數(shù)據(jù)較少的情況下也使最大容量的數(shù)據(jù)降低，另外，在 使用數(shù)據(jù)的幀數(shù)的情況下，可以認為會由于數(shù)據(jù)的丟失而產(chǎn)生誤差。為 了避免這些不良情況，也可以采用如下的方式對已感知來自光信標的 紅外線的時間進行計量。另外，在車速較高的情況下，由于通信過程中 的移動距離d也變短，所以也可以通過乘以與車速成反比的系數(shù)來計算 通信過程中的移動距離d。
如果在移動距離計算部13中計算出了通信過程中的移動距離d，移 動距離計算部13則將與通信過程中的移動距離d有關(guān)的移動距離信息 輸出到行進方向檢測部16。另一方面，接收區(qū)域形狀取得部12將從車 載通信裝置2輸出的接收區(qū)域信息輸出到行進方向檢測部16。
行進方向檢測部16，比較根據(jù)移動距離計算部13所輸出的移動距 離信息得到的通信過程中的移動距離d和根據(jù)接收區(qū)域形狀取得部12 輸出的接收區(qū)域信息取得的接收區(qū)域的短軸rc，判斷通信過程中的移動 距離d是否在接收區(qū)域的短軸rc以下(S17)。其結(jié)果，在判斷為通信過程中的移動距離d為接收區(qū)域的短軸rc 以下時，認為是車輛橫切了接收區(qū)域。因此，判斷為是如圖6所示那樣 車輛按照橫切接收區(qū)域R的方式行駛的方式A (PA) (S18)。在這種情 況下，車輛在設(shè)置有信標20的道路的側(cè)方行進。這樣，結(jié)束行進方向 檢測處理。
另外，在判斷為通信過程中的移動距離d不是接收區(qū)域的短軸rc 以下(通信過程中的移動距離d比接收區(qū)域的短軸rc大)時，判斷通 信過程中的移動距離d是否為接收區(qū)域的脫離考慮直徑rb以下(S19)。 其結(jié)果，在判斷為通信過程中的移動距離d為接收區(qū)域的脫離考慮直徑 rb以下時，判斷計數(shù)器的計數(shù)值是否為0 (S20)。
此時，在判斷為計數(shù)器的計數(shù)值為0時，則為車輛在行進區(qū)域中未 變更行進方向。在這種情況下，認為車輛在接收區(qū)域中斜向行駛。因此， 判斷為是如圖6所示那樣車輛在接收區(qū)域R中斜向行駛的方式B ( PB ) (S21)。在這種情況下，則為車輛向設(shè)置有信標20的道路的斜方向上 行駛。這樣，結(jié)束行進方向檢測處理。
另外，在判斷為計數(shù)器的計數(shù)值不為O時，判斷計數(shù)器的計數(shù)值是 否為1(S22)。其結(jié)果，在判斷為計數(shù)器的計數(shù)值為1時，認為是如圖 7所示那樣車輛斜向進入接收區(qū)域R之后直行的方式C ( PC )或者是車 輛直行進入接收區(qū)域之后斜向移動并脫離路徑的方式D (PD)中的任 一方式。
這里，由于接收區(qū)域R的形狀為橢圓形，所以在橢圓形狀的性質(zhì)上， 兩者的判斷可以如圖8中(a)所示那樣，根據(jù)距離dl和距離d2的大 小進行，其中距離dl(以下稱為"通信過程中的第一移動距離，，)為光 信標20和車載通信裝置2開始通信之后到車輛進行了行進路線變更行 動的位置X (以下稱為"行進路線變更行動位置")為止的車輛移動的 距離，距離d2(以下稱為"通信過程中的第二移動距離")為從行進路 線變更行動位置X到光信標20與車載通信裝置2結(jié)束通信為止的車輛 移動的距離。
具體地說，在通信過程中的第一移動距離dl大于通信過程中的第 二移動距離d2的情況下，為車輛斜向進入接收區(qū)域R之后直行的方式C (PC)。反之，在通信過程中的笫二移動距離d2大于通信過程中的笫 一移動距離dl的情況下，為車輛直行進入接收區(qū)域R后斜向移動并脫 離路徑的方式D(PD)。因此，在判斷為計數(shù)器的計數(shù)值為1的情況下， 判斷通信過程中的第一移動距離dl是否大于通信過程中的第二移動距 離d2 ( S23 )。
其結(jié)果，在已判斷為通信過程中的第一移動距離dl大于通信過程 中的第二移動距離d2的情況下，判斷為是如圖7所示那樣車輛斜向進 入接收區(qū)域R之后直行的方式C (PC) (S24)。這種情況下，成為車輛 以在設(shè)置有信標20的道路中直行的方式行進。這樣，結(jié)束行進方向檢 測處理。另一方面，在已判斷為通信過程中的第一移動距離dl為通信 過程中的第二移動距離d2以下的情況下，判斷為是車輛直行進入接收 區(qū)域R之后斜向移動并脫離路徑的方式D (PD) (S25)。這種情況下， 成為車輛向設(shè)置有信標20的道路的斜方向行進。這樣，結(jié)束行進方向 檢測處理。
另外，當在步驟S22中判斷為計數(shù)器的計數(shù)值不為1時，成為計數(shù) 器的計數(shù)值為2的情況。這種情況下，進行了兩次的行進路線變更行動， 但是判斷這兩次的行進路線變更行動是否為左右轉(zhuǎn)彎同 一方向(S26 )。 其結(jié)果，在判斷為兩次行進路線變更行動不是左右轉(zhuǎn)彎同一方向時，判 斷為是如圖7所示那樣車輛在接收區(qū)域R中進行了超車動作的方式E (PE)(S27)。在這種情況下，成為車輛在設(shè)置有光信標20的道路上 不變更車道直行而行進。這樣，結(jié)束行進方向檢測處理。
另一方面，在判斷為兩次的行進路線變更行動為左右轉(zhuǎn)彎同一方向 時，判斷為是如圖7所示那樣車輛在接收區(qū)域R中進行車道變更的方式 F(PF)(S28)。在這種情況下，成為車輛在設(shè)置有信標20的道路上變 更車道后直行而行進。這樣，結(jié)束行進方向檢測處理。
另外，當在步驟S19中判斷為通信過程中的移動距離d不是接收區(qū) 域R的脫離考慮直徑rb以下(通信過程中的移動距離d比接收區(qū)域R 的脫離考慮直徑rb大)時，進入到圖4所示的流程。接著，判斷通信 過程中的移動距離d是否為接收區(qū)域R的長軸ra以下(S31 )。其結(jié)果， 在判斷為通信過程中的移動距離d不是接收區(qū)域R的長軸ra以下時，判斷為是如圖9所示那樣車輛進行了蛇行的方式G (PG)或系統(tǒng)中發(fā) 生了異常(S32)。在這種情況下，不進行行進方向的檢測，設(shè)為是進行 直行并保持不變，結(jié)束行進方向檢測處理。
另一方面，在已判斷為通信過程中的移動距離d為接收區(qū)域R的長 軸ra以下的情況下，判斷計數(shù)器的計數(shù)值是否為0 (S33)。其結(jié)果，在 已判斷為計數(shù)器的計數(shù)值為0的情況下，成為，車輛在接收區(qū)域R中未 變更行進方向的情況。在這種情況下，判斷為是如圖10所示那樣車輛 直行通過接收區(qū)域R的中央?yún)^(qū)域的附近的位置的方式H (PH) (S34)。 在這種情況下，成為車輛在設(shè)置有光信標20的道路上直行。這樣，結(jié) 束行進方向檢測處理。
另外，當在步驟S33中判斷為計數(shù)器的計數(shù)值不為0的情況下，判 斷計數(shù)器的計數(shù)值是否為1 (S35)。其結(jié)果，在判斷為計數(shù)器的計數(shù)值 為1時，認為是，車輛斜向進入接收區(qū)域R后直行的方式I (PI)，和 車輛直行進入接收區(qū)域R后斜向移動并脫離路徑，在離開接收區(qū)域R 之后向直行方向進行行進路線變更的方式J (PJ)中的任一個。
在這種情況下也是，由于接收區(qū)域R的形狀為橢圓形，所以可以利 用橢圓形的性質(zhì)，如圖8所示那樣，可以根據(jù)通信過程中的第一移動距 離dl和通信過程中的第二移動距離d2的大小進行二者的判斷。具體地 說，在通信過程中的第一移動距離dl大于通信過程中的第二移動距離 d2時，成為車輛直行進入到接收區(qū)域R之后，斜向移動并脫離路徑的 方式I(PI)。反之，在通信過程中的第二移動距離d2比通信過程中的 第一移動距離dl大時，為車輛斜向進入到接收區(qū)域R之后，直行的方 式J (PJ)。因此，在判斷為計數(shù)器的計數(shù)值為1時，判斷通信過程中 的第一移動距離dl是否大于通信過程中的第二移動距離d2 (S36)。
其結(jié)果，在判斷為通信過程中的第一移動距離dl大于通信過程中 的第二移動距離d2時，判斷為是如圖10所示那樣車輛直行進入到接收 區(qū)域R之后，斜向移動并脫離路徑的方式I (PI) (S37)。在這種情況 下，成為車輛在設(shè)置有信標20的道路的斜向方向上行進。這樣結(jié)束行 進方向檢測處理。另一方面，在判斷為通信過程中的第一移動距離dl 為通信過程中的第二移動距離d2以下時，判斷為是車輛斜向進入接收區(qū)域R之后直行的方式C (PC)(S38)。在這種情況下，成為車輛在設(shè) 置有信標20的道路上直行而行進。這樣結(jié)束行進方向檢測處理。
另外，當在步驟S35中判斷為計數(shù)器的計數(shù)值不是l時，成為計數(shù) 器的計數(shù)值為2的情況。在這種情況下，進行了兩次行進路線變更行動， 但是，要判斷這兩次的行進路線變更行動是否為左右轉(zhuǎn)彎同一方向 (S39)。其結(jié)果，在判斷為兩次的行進路線變更行動不是左右轉(zhuǎn)彎同一 方向時，判斷為是如圖IO所示那樣車輛在接收區(qū)域R中進行超車動作 的方式K(PK)(S40)。在這種情況下，成為，車輛在i殳置有信標20 的道路上未變更車道直行而行進的情況。這樣結(jié)束行進方向檢測處理。
另一方面，在判斷為兩次的行進路線變更行動為左右轉(zhuǎn)彎同一方向 時，判斷為如圖IO所示那樣車輛在接收區(qū)域R中進行車道變更的方式 L(PL)(S41)。在這種情況下，成為，車輛在設(shè)置有信標20的道路上 變更車道后直行而行進。這樣，結(jié)束行進方向檢測處理。
返回圖2所示的流程，如果檢測出車輛的行進方向，則在相對位置 變化檢測部15中，檢測車輛位置的相對變化(S3)。在相對位置變化檢 測部15中，基于離開接收區(qū)域R之后的車輛的移動距離和轉(zhuǎn)向角的歷 史，檢測距基準位置的車輛的相對位置變化(Ax, Ay)。相對位置變 化檢測部15將基于檢測出的車輛位置的相對變化的相對變化信息輸出 到車輛位置計算部17。
接著，在車輛位置計算部17中，計算車輛位置(S4)。在計算車輛 位置之時，使用在步驟S1中由基準位置取得部ll取得的基準位置(x， y)、在步驟S2中由行進方向檢測部16檢測出的行進方向、以及在步驟 S3中由相對位置變化檢測部15檢測出的車輛位置的相對變化。當在行 進方向檢測部16中檢測出的基準位置處的行進方向是沿著道路直行的 情況下，將對基準位置(x， y)加上車輛位置的相對變化(Ax, Ay) 后的位置(x+Ax， y+厶y)作為當前位置來計算車輛位置。
另外，當在行進方向檢測部16中檢測出車輛的行進方向相對于道 路的延伸方向的變化時，考慮車輛行進方向的變化來計算車輛的當前位 置。例如，如步驟S18那樣，在判斷為車輛橫切道路時，將車輛位置的 相對變化(Ax， Ay)設(shè)為變換90。后的位置(Ay， Ax)，將當前位置計算為(x+Ay， y+Ax)。
進而，當在行進方向檢測部16中檢測出車輛進行了車道變更的情 況時，考慮車道變更來計算車輛的當前位置。例如，在如步驟S28那樣 判斷為車輛進行了車道變更的情況下，對基準位置加上車道寬度cc后得 到位置(x+ot， y)，并將對位置(x+a， y)加上車輛位置的相對變 化(厶x， Ay)后的位置(x+Ax + a， Ay)計算為當前位置。
另外，作為從光信標20發(fā)送來的基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)調(diào)信息中包含的道路 信息，為在主線道路中的設(shè)置有光信標20的位置之后設(shè)置了支線道路 時，當在步驟S25中檢測出路徑脫離之時，可以判斷為車輛進入了支線 道路。在之后的位置計算中，將考慮車輛在岔道上行駛而對位置(x + Ax， y+Ay)進行修正后的位置作為當前位置來計算。
這樣，在本實施方式的車輛位置計算裝置中，除了基準位置和車輛 位置的相對變化之外，還考慮基準位置的車輛的行進方向來計算車輛的 當前位置。因此，可以考慮基準位置的車輛的朝向來求出車輛的位置。 從而，可以不取決于取得成為基準位置的位置信息之時的車輛的朝向， 而高精度地計算出當前的車輛的位置.
另外，由于在求得車輛位置的相對變化之后，計算出車輛的位置， 所以，可以通過簡單的運算計算出車輛的位置。進而，由于按沿著設(shè)置 有光信標20的車道的方向和橫切車道的方向進行區(qū)別來檢測行進方向， 所以，可以不取決于基準位置的車輛的行駛狀態(tài)，而高精度地計算出車 輛位置。而且，由于使用被從光信標20提供無線數(shù)據(jù)的接收區(qū)域來檢 測車輛的行進方向，所以，可以不受環(huán)境因素和個人特性的限制，而高 精度地檢測出車輛的行進方向。而且，由于使用基于方向盤操作的車輛 的行進路線變更行動來計算行進路線方向，所以可以更高精度地檢測車 輛的行進方向。
另外，在上述實施方式中，基于轉(zhuǎn)向角或方向指示燈操作來檢測基 準位置處的行進路線變更行動，但是，也可以通過檢測出車輛跨越白線 的情況，來檢測行進線路變更行動。在這種情況下，與車輛位置計算 ECU1連接有立體攝像頭。立體攝像頭被設(shè)置在可以拍攝到畫在車輛周 圍的道路上的白線的位置。另夕卜，在車輛位置計算ECU1中的行進路線變更行動檢測部14中具備通過對立體攝像頭拍攝到的圖像進行圖像處 理來檢測圖像中的白線的白線檢測功能。
在這種情況下，可以根據(jù)是否跨越了白線，來進行步驟Sll、 S13 中的在光信標20與車載通信裝置2之間進行通信過程中車輛是否進行 了左右轉(zhuǎn)彎的行動的判斷。當通過圖像處理檢測出白線，車輛在通信過 程中跨越了檢測出的白線的情況下，判斷為車輛進行了左右轉(zhuǎn)彎行動， 在車輛在通信過程中未跨越檢測出的白線的情況下，判斷為車輛未進行 左右轉(zhuǎn)彎行動?？梢赃@樣進行左右轉(zhuǎn)彎行動的判斷。另外，在檢測白線 的方法中，可以檢測跨越白線之時的白線與車輛的角度。也可以在計算 行進方向時考慮跨越此時的白線之時的白線與車輛的角度。另外，也可 以交替使用轉(zhuǎn)向角、方向指示燈操作、是否跨越白線來進行有無行進線 路變更的判斷。
進而，在本實施方式的車輛位置計算ECU1中，還判斷有無車道變 更。因此，例如如圖11中(a)所示那樣，在信號燈30中，除了綠燈 顯示31、黃燈顯示32、紅燈顯示33之外，有時還顯示表示可以右轉(zhuǎn)彎 的右轉(zhuǎn)彎箭頭方向指示燈34。
在這種情況下，也可以在行進方向的計算中考慮信號燈30的存在。 例如，如圖11中(b)所示，在接收區(qū)域R是道路的左車道的情況下， 即使在步驟S25中判斷為是車輛直行進入接收區(qū)域R之后斜向移動并脫 離路徑的方式D (PD)的情況下，根據(jù)前方的信號燈30的存在，也可 以判斷為是在越過接收區(qū)域R的位置改變行進方向的進行車道變更的 方式M (PM)。
另外，當在未到信號燈30的之前的位置存在光信標20的情況下， 可以通過進行上述的車輛位置計算，來判斷有無車道變更。例如，在圖 11中(b)所示的例子中，當在步驟S28中判斷為車輛進行了車道變更 的情況下，可以進行考慮了信號燈30中的右轉(zhuǎn)彎方向指示燈34的行駛 輔助等。反之，當在步驟S24中判斷為車輛斜向進入到接收區(qū)域R之后 直行的情況下，作為方式N (PN)可以進行不考慮信號燈30中的右轉(zhuǎn) 彎方向指示燈34的行駛輔助等。
以上，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了說明，但是本發(fā)明不限于上述實施方式。例如，在上述實施方式中將接收區(qū)域的形狀設(shè)為橢圓形， 但是，也可以是橢圓形以外的形狀、例如圓形、長方形或其他的多邊形
形狀。另外，在上述實施方式中，當在步驟S32中發(fā)生蛇行或系統(tǒng)異常 的情況下不進行行進方向的檢測，直接結(jié)束處理，但是，也可以通過警 報單元報告發(fā)生蛇行或系統(tǒng)異常的情況。作為此時的警報單元可以使用 進行圖標顯示或語音報警的裝置。
另外，在上述實施方式中，基于接收光信標信息的過程中的移動距 離和左右轉(zhuǎn)彎行動來計算車輛的行進方向，但是，也可以簡單地構(gòu)成為 僅根據(jù)通過接收區(qū)域的過程中或通過接收區(qū)域的前后有無左右轉(zhuǎn)彎行 動來檢測行進方向。例如，也可以當在光信標信息的接收過程中取得了 方向指示燈操作信息或轉(zhuǎn)向角信號的情況下，判斷為進行了車道變更。
產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用的可能性
本發(fā)明可以用于計算行駛的車輛的當前位置的車輛計算裝置和車 輛位置計算方法中。
權(quán)利要求
1、一種車輛位置計算裝置，其特征在于，具備基準位置信息取得單元，其從道路側(cè)裝置中取得基準位置信息，該基準位置信息作為檢測車輛的位置時的基準位置；行進方向檢測單元，其檢測取得所述基準位置的時間點的所述車輛的行進方向；行駛狀態(tài)相對變化檢測單元，其檢測車輛行駛狀態(tài)的相對變化，該車輛行駛狀態(tài)的相對變化是相對于取得所述基準位置的時間點的車輛的行駛狀態(tài)的相對變化；位置計算單元，其基于所述行進方向檢測單元檢測出的所述車輛的行進方向和所述行駛狀態(tài)變化檢測單元檢測出的所述車輛的行駛狀態(tài)的變化來計算出所述車輛的位置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車輛位置計算裝置，其特征在于， 所述位置計算單元，基于所述行進方向檢測單元檢測出的所述車輛態(tài)的變化，求出所述車輛的位置相對于所述基準位置的相對變化，基于所述基準位置和所述車輛的位置相對于所述基準位置的相對 變化來計算出所述車輛的位置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛位置計算裝置，其特征在于，所述行進方向檢測單元，當檢測所述車輛在取得所述基準位置的時 間點的行進方向時，按沿著設(shè)置有所述道路側(cè)裝置的車道的方向和橫切 所述車道的方向進行區(qū)別來檢測所述行進方向。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的車輛位置計算裝置，其特征 在于，所述道路側(cè)裝置是針對所述車輛行駛的道路中的規(guī)定形狀的接收 區(qū)域提供無線數(shù)據(jù)的信標，所述信標，通過所述無線數(shù)據(jù)提供與所述接 收區(qū)域有關(guān)的接收區(qū)域信息，還包括接收區(qū)域信息取得單元，其取得從所述信標提供的接收 區(qū)域信息；以及移動距離計算單元，其在與所述信標進行通信的過程中計算出所述車輛已移動的距離，所述行進方向檢測單元，基于被提供所述無線數(shù)據(jù)的接收區(qū)域的 形狀和所述移動距離計算單元計算出的移動距離來檢測所述車輛的行 進方向。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項所述的車輛位置計算裝置，其特征 在于，還具有用于檢測所述車輛的行進路線變更行動的行進路線變更行 動檢測單元，所述行進方向檢測單元，當在與所述道路側(cè)裝置進行通信的過程中 檢測出行進路線變更行動的情況下，基于從通信開始時到檢測出所述行 進路線變更行動時的距離、和從檢測出所述行進路線變更行動時到通信 結(jié)束時的距離來檢測所述車輛的行進方向。
6、 一種車輛位置計算方法，其特征在于，包括基準位置信息取得步驟，從道路側(cè)裝置中取得基準位置信息，該基 準位置信息作為檢測車輛的位置時的基準位置；行進方向檢測步驟，檢測取得所述基準位置的時間點的所述車輛的 行進方向；行駛狀態(tài)相對變化檢測步驟，檢測車輛行駛狀態(tài)的相對變化，該車 輛行駛狀態(tài)的相對變化是相對于取得所述基準位置的時間點的車輛的 行駛狀態(tài)的相對變化；位置計算步驟，基于所述行進方向檢測步驟中檢測出的所述車輛的態(tài)的變化來計算出所述車輛的位置。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛位置計算方法，其特征在于， 所述位置計算步驟，是基于所述行進方向檢測步驟中檢測出的所述行駛狀態(tài)的變化，求出所述車輛的位置相對于所述基準位置的相對變化 的步驟，基于所述基準位置和所述車輛的位置相對于所述基準位置的相對 變化來計算出所述車輛的位置。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛位置計算方法，其特征在于，在所述行進方向檢測步驟中，當檢測所述車輛在取得所述基準位置 的時間點的行進方向時，按沿著設(shè)置有所述道路側(cè)裝置的車道的方向和 橫切所述車道的方向進行區(qū)別來檢測所述行進方向。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6 8中任一項所述的車輛位置計算方法，其特征 在于，所述道路側(cè)裝置是針對所述車輛行駛的道路中的規(guī)定形狀的接收 區(qū)域提供無線數(shù)據(jù)的信標，所述信標通過所述無線數(shù)據(jù)提供與所述接收 區(qū)域有關(guān)的接收區(qū)域信息，還包括接收區(qū)域信息取得步驟，取得從所述信標提供的接收區(qū) 域信息；以及移動距離計算步驟，在與所述信標進行通信的過程中計算出所述 車輛已移動的距離，所述行進方向檢測步驟，基于被提供所述無線數(shù)據(jù)的接收區(qū)域的形 狀和在所述移動距離計算步驟中計算出的移動距離來檢測所述車輛的 行進方向。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項所述的車輛位置計算方法，其特征 在于，膿.在所述行進方向檢測步驟中，當在與所述道路側(cè)裝置進行通信的過 程中檢測出行進路線變更行動的情況下，基于從通信開始時到檢測出所 述行進路線變更行動時的距離、和從檢測出所述行進路線變更行動時到 通信結(jié)束時的距離來檢測所述車輛的行進方向。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以不依賴取得位置信息之時的車輛的朝向而高精度地計算出當前車輛的位置的車輛位置計算裝置和車輛位置計算方法。車輛位置計算ECU(1)中的行進方向檢測部(16)，基于接收區(qū)域形狀取得部(12)輸出的接收區(qū)域形狀信息、移動距離計算部(13)輸出的移動距離信息以及行進線路變更行動檢測部(14)輸出的行進線路變更信息，檢測接收區(qū)域中的車輛的行進方向。另外，車輛位置計算部(17)基于從基準位置取得部(11)輸出的基準位置信息設(shè)定基準位置(x，y)，對基于從相對位置變化檢測部(15)輸出的相對變化信息的相對變化(Δx，Δy)，考慮從行進方向檢測部(16)輸出的行進方向來計算當前的車輛位置。
文檔編號G01C21/00GK101622514SQ20088000628
公開日2010年1月6日 申請日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月6日
發(fā)明者山田友希 申請人:豐田自動車株式會社