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技術 衛星信号処理方法及び衛星信号処理装置

出願人 日産自動車株式会社ルノーエス.ア.エス.
発明者 芳賀敏紀
出願日 2016年6月2日 (5年8ヶ月経過) 出願番号 2016-110837
公開日 2017年12月7日 (4年2ヶ月経過) 公開番号 2017-215285
状態 特許登録済
技術分野 航行(Navigation) 無線による位置決定
主要キーワード 所定閾値未満 携帯音楽プレーヤー 閾値範囲 見通し線 計算済み 軌道データ 周囲画像 カバン
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

車両に設けたアンテナを用いて信頼性の高い衛星信号を取得する。

解決手段

衛星信号処理方法では、車両1の周囲を撮影した撮像画像50中の天空が写った画像領域を検出する(S2、S21)。また、複数の測位衛星のそれぞれの軌道情報に基づいて複数の測位衛星の方位角及び仰角をそれぞれ算出する(S4、S23)。車両に設けたアンテナで前記複数の測位衛星からそれぞれ受信した衛星信号のうち、車両との見通し線が遮られない測位衛星から送信された衛星信号を、画像領域並びに測位衛星の方位角及び仰角に基づいて選択する(S7、S8、S26、S27)。

概要

背景

人工衛星からの信号を安定して受信する技術として、例えば特許文献1に記載の技術が知られている。
特許文献1に記載の信号処理装置は、人工衛星の軌道スケジュール及び時刻を含む信号を受信する複数の受信手段を異なる方向に配置し、受信手段によって受信された人工衛星の軌道スケジュールを軌道スケジュール記憶手段に記憶する。信号処理装置は、軌道スケジュール記憶手段に記憶された人工衛星の軌道スケジュールと観測した人工衛星の軌道との比較に応じて複数の受信手段によって受信された信号のうちの1つ以上を選択する。

概要

車両に設けたアンテナを用いて信頼性の高い衛星信号を取得する。衛星信号処理方法では、車両1の周囲を撮影した撮像画像50中の天空が写った画像領域を検出する(S2、S21)。また、複数の測位衛星のそれぞれの軌道情報に基づいて複数の測位衛星の方位角及び仰角をそれぞれ算出する(S4、S23)。車両に設けたアンテナで前記複数の測位衛星からそれぞれ受信した衛星信号のうち、車両との見通し線が遮られない測位衛星から送信された衛星信号を、画像領域並びに測位衛星の方位角及び仰角に基づいて選択する(S7、S8、S26、S27)。

目的

本発明は、車両に設けたアンテナを用いて信頼性の高い衛星信号を取得することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

車両から前記車両の周囲を撮影した撮像画像を生成し、前記撮像画像中天空が写った画像領域を検出し、複数の測位衛星のそれぞれの軌道情報を取得し、前記軌道情報に基づいて前記車両に対する前記複数の測位衛星の方位角及び仰角をそれぞれ算出し、前記車両に設けたアンテナで前記複数の測位衛星からそれぞれ受信した衛星信号のうち、前記車両との見通し線が遮られない測位衛星から送信された衛星信号を、前記画像領域並びに前記複数の測位衛星の方位角及び仰角に基づいて選択する、ことを特徴とする衛星信号処理方法

請求項2

前記測位衛星の方位角及び仰角によってそれぞれ表される前記測位衛星の位置を、前記撮像画像の撮影方向に直交する2次元平面上へ投影し、前記2次元平面上へ投影された位置が前記画像領域に対応する範囲内にある場合に、前記測位衛星と前記車両との見通し線が遮られないと判断する、ことを特徴とする請求項1に記載の衛星信号処理方法。

請求項3

前記車両の車室内に配置された前記アンテナから見た見通し線が前記車両の車体によって遮られない方位角及び仰角の範囲を予め指定し、前記複数の測位衛星の方位角及び仰角並びに前記画像領域に基づいて選択された衛星信号のうち、前記アンテナから見た見通し線が前記車体によって遮られない方位角及び仰角の測位衛星から送信された衛星信号を選択することを特徴とする請求項1又は2に記載の衛星信号処理方法。

請求項4

前記アンテナは、前記車室内の異なる位置にそれぞれ配置された複数のアンテナを含むことを特徴とする請求項3に記載の衛星信号処理方法。

請求項5

前記複数のアンテナのいずれかを備える携帯情報端末装置で画像を撮像し、前記携帯情報端末装置で撮像した前記画像に基づいて前記携帯情報端末装置を前記衛星信号の受信に用いるか否かを判定する、ことを特徴とする請求項4に記載の衛星信号処理方法。

請求項6

前記携帯情報端末装置で撮像した前記画像に基づいて前記携帯情報端末装置がいずれかの方向に見通し線を有するか否かを判定し、前記携帯情報端末装置がいずれの方向にも見通し線を有しないと判定した場合に、前記携帯情報端末装置を前記衛星信号の受信に用いることから除外することを特徴とする請求項5に記載の衛星信号処理方法。

請求項7

車両から前記車両の周囲を撮影して撮像画像を生成する撮像装置と、複数の測位衛星からそれぞれ送信された衛星信号を受信する受信機と、前記撮像画像において天空が写った画像領域を検出し、前記複数の測位衛星のそれぞれの軌道情報を取得し、前記軌道情報に基づいて前記車両に対する前記複数の測位衛星の方位角及び仰角をそれぞれ算出し、前記複数の測位衛星からそれぞれ受信した衛星信号のうち、前記車両との見通し線が遮られない測位衛星から送信された衛星信号を、前記画像領域並びに前記複数の測位衛星の方位角及び仰角に基づいて選択するコントローラと、を備えることを特徴とする衛星信号処理装置

技術分野

0001

本発明は、衛星信号処理方法及び衛星信号処理装置に関する。

背景技術

0002

人工衛星からの信号を安定して受信する技術として、例えば特許文献1に記載の技術が知られている。
特許文献1に記載の信号処理装置は、人工衛星の軌道スケジュール及び時刻を含む信号を受信する複数の受信手段を異なる方向に配置し、受信手段によって受信された人工衛星の軌道スケジュールを軌道スケジュール記憶手段に記憶する。信号処理装置は、軌道スケジュール記憶手段に記憶された人工衛星の軌道スケジュールと観測した人工衛星の軌道との比較に応じて複数の受信手段によって受信された信号のうちの1つ以上を選択する。

先行技術

0003

特開2011−160072号公報

発明が解決しようとする課題

0004

GPS(Global Positioning System)衛星等の測位衛星の衛星信号を車両にて受信する場合、車両の移動に伴って車両と測位衛星との間に存在する障害物の配置が変化する。したがって障害物の影響を予め予測することができない。
このため、上記従来の信号処理装置によれば、軌道スケジュールが表す方向の測位衛星から衛星信号を受信すれば、障害物の影響の有無に関わらずこの衛星信号を採用することになる。この結果、例えば障害物を回り込んで伝搬経路が延びた衛星信号が採用されてしまうことがあり、信頼性の高い衛星信号を選択することができない。
本発明は、車両に設けたアンテナを用いて信頼性の高い衛星信号を取得することを目的とする。

課題を解決するための手段

0005

本発明の一態様に係る衛星信号処理方法では、車両の周囲を撮影した撮像画像中天空が写った画像領域を検出する。また、複数の測位衛星のそれぞれの軌道情報に基づいて複数の測位衛星の方位角及び仰角をそれぞれ算出する。車両に設けたアンテナで前記複数の測位衛星からそれぞれ受信した衛星信号のうち、車両との見通し線が遮られない測位衛星から送信された衛星信号を、画像領域並びに測位衛星の方位角及び仰角に基づいて選択する。

発明の効果

0006

本発明によれば、車両に設けたアンテナを用いて信頼性の高い衛星信号を取得することができる。

図面の簡単な説明

0007

実施形態の衛星信号処理装置を搭載した車両の概略構成の一例を示すブロック図である。
車両の周囲を撮影した撮像画像の一例である。
図2Aの撮像画像の2値画像の一例である。
測位衛星の有効性判定方法の一例の説明図である。
第1実施形態に係る衛星信号処理方法の一例のフローチャートである。
第2実施形態に係る衛星信号処理装置の説明図である。
第2実施形態に係る衛星信号処理方法の一例のフローチャートである。
第3実施形態に係る衛星信号処理装置の説明図である。

実施例

0008

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(第1実施形態)
(構成)
図1を参照する。車両1は、実施形態に係る衛星信号処理装置を備える。衛星信号処理装置は、カメラ10と、受信モジュール11と、コントローラ12と、記憶装置13を備える。
カメラ10は、車両1の周囲を撮影することにより車両1から周囲を見る視界の撮像画像を生成する。以下、カメラ10により撮影された車両1の周囲の撮像画像を「周囲画像」と表記することがある。
カメラ10は、例えば車両1から車両1の前方を見る視界の周囲画像を撮影する単一のカメラであってもよい。カメラ10は、車両1から車両1の前方、側方後方を見るそれぞれの視界の周囲画像を撮影する複数のカメラであってもよい。例えばカメラ10は、車両1に設置された車載カメラであってよい。
カメラ10は、生成した周囲画像をコントローラ12へ出力する。

0009

受信モジュール11は車両1に設けられ、複数の測位衛星2a、2b、2c、2d…から送信された衛星信号を受信する。以下、測位衛星2a、2b、2c、2d…を総称して「測位衛星2」と表記することがある。
測位衛星2は、例えば衛星信号としてGPS信号を送信するGPS衛星であってよく、これに限定されることなく例えばGLONASS(Global Navigation Satellite System)等の他の衛星測位システムで使用される測位衛星であってもよい。受信モジュール11は、複数の測位衛星2から送信された衛星信号を受信するためのアンテナ20を備える。受信モジュール11は、受信した衛星信号をコントローラ12へ出力する。

0010

コントローラ12は、複数の測位衛星2から受信した衛星信号のいずれかを選択し、選択された衛星信号に基づいて車両1の現在位置を測定する。コントローラ12は、衛星信号処理部30と、軌道情報取得部31と、測位部32を備える。
衛星信号処理部30は、受信モジュール11からコントローラ12へ入力された衛星信号を処理して、複数の測位衛星2から受信した衛星信号のうち車両1の測位に使用する信号を選択する。衛星信号処理部30は、信号受取部40と、有効領域検出部41と、有効性判定部42と、信号選択部43と、信号出力部44を備える。

0011

信号受取部40は、受信モジュール11からコントローラ12へ入力された複数の測位衛星2の衛星信号をそれぞれ受信する。
有効領域検出部41は、カメラ10からコントローラ12へ入力された周囲画像を受信する。有効領域検出部41は、周囲画像中の天空が写った画像領域を、車両1と測位衛星2との間の見通し線(すなわちアンテナ20と測位衛星2との間の見通し線)が遮られない方位角及び仰角の範囲を写した画像領域として検出する。
以下、周囲画像中の天空が写った画像領域を「第1有効領域」と表記することがある。また、周囲画像中の天空が写っていない画像領域を「無効領域」と表記することがある。無効領域は、車両1と天空との間の見通し線が障害物により遮られている範囲と、水平線以下の範囲とを含む。

0012

図2A及び図2Bを参照して第1有効領域の検出方法の一例を説明する。有効領域検出部41は、カメラ10から図2Aに示す周囲画像50を受信する。
例えば、有効領域検出部41は、周囲画像50において輝度変化所定閾値未満である連続領域のうち最も面積が広い領域を第1有効領域として検出してよい。
例えば、有効領域検出部41は、周囲画像50の輝度分布に含まれる輝度のうち比較的大きな輝度を閾値として設定し、周囲画像50を、閾値以上の輝度の領域と閾値未満の輝度の領域に分けた2値画像に変換する。図2Bは、周囲画像50の2値画像51の一例を示す。有効領域検出部41は、閾値以上の輝度を有する連続領域のうち最も面積が広い領域52を第1有効領域として検出する。周囲画像50中の第1有効領域52以外の領域53が無効領域となる。
また、有効領域検出部41は、仰角が比較的大きいため障害物に遮られないと想定される領域の輝度に基づき閾値範囲を設定してもよい。有効領域検出部41は、閾値範囲内の輝度を有する連続領域のうち最も面積が広い領域を第1有効領域として検出してもよい。

0013

図1を参照する。有効性判定部42は、有効領域検出部41が検出した第1有効領域と複数の測位衛星2のそれぞれの軌道情報33に基づき、それぞれの測位衛星2の有効性、すなわち測位衛星2から受信した衛星信号を車両1の測位に用いる候補とするか否かを判定する。
軌道情報33は、例えば、各時刻における複数の測位衛星2のそれぞれの衛星位置を測位衛星2の識別情報対応付けて記憶するデータベースであってよい。

0014

例えば、軌道情報取得部31は、信号受取部40が受信した衛星信号から測位衛星2の任意の瞬間の位置を計算するためのパラメータを取り出し、このパラメータに基づいて各時刻における測位衛星2の位置を予め算出することで軌道情報33を取得してよい。例えば、軌道情報取得部31は、GPSで使用されるアルマナック(almanac)及びエフェメリス(ephemeris)の両方に基づいて測位衛星2の位置を算出してよい。軌道情報取得部31は、アルマナック及びエフェメリスの一方に基づいて測位衛星2の位置を算出してもよい。
または、軌道情報取得部31は、不図示の通信装置を用いて、車車間通信路車間通信、又はインターネットなどの公衆通信網を介して、計算済みの軌道情報33を取得してもよい。
軌道情報取得部31は、取得した軌道情報33を記憶装置13へ格納する。

0015

有効性判定部42は、現時点での複数の測位衛星2の軌道情報33を記憶装置13から参照し、受信した衛星信号の送信元の測位衛星2が軌道情報33に整合するか否かを判定する。例えば、送信元の測位衛星2の軌道情報33から算出した現在位置が水平線より高い場合には、有効性判定部42は、測位衛星2が軌道情報33に整合すると判定する。現在位置が水平線以下の場合には、有効性判定部42は、測位衛星2が軌道情報33に整合しないと判定する。

0016

次に、有効性判定部42は、車両1に対する複数の測位衛星2の方位角及び仰角をそれぞれ算出する。例えば、有効性判定部42は、前回の測位サイクルで測定した車両1の位置を記憶装置13から読み出し、前回の測位結果と軌道情報33が表す測位衛星2の現在位置とに基づいて、車両1に対する測位衛星2の方位角及び仰角を算出してよい。また、例えば有効性判定部42は、受信した衛星信号に基づいて車両1の位置を暫定的に算出し、算出した車両1の位置と測位衛星2の現在位置とに基づいて方位角及び仰角を算出してもよい。
有効性判定部42は、有効領域検出部41が検出した第1有効領域と、複数の測位衛星2の方位角及び仰角とに基づいて、複数の測位衛星2と車両1との間のそれぞれの見通し線が遮られるか否かを判断する。

0017

図3を参照する。例えば、有効性判定部42は、複数の測位衛星2の方位角及び仰角によってそれぞれ表される複数の測位衛星2の位置を、周囲画像50の撮影方向に直交する2次元平面54上に投影する。図示の例では、測位衛星2aの位置が車両1の前方の2次元平面54上の位置57に投影される。また、測位衛星2bの位置が2次元平面54上の位置58に投影される。

0018

そして、2次元平面54上に投影された測位衛星2aの投影位置57が、周囲画像50中の第1有効領域に対応する範囲55内にある場合、有効性判定部42は、測位衛星2aと車両1との間のそれぞれの見通し線が遮られないと判定する。2次元平面54上に投影された測位衛星2bの投影位置58が、周囲画像50中の無効領域に対応する範囲56内にある場合、有効性判定部42は、測位衛星2bと車両1との間のそれぞれの見通し線が遮られると判定する。
車両側方及び車両後方についても同様の処理を行うことにより、車両1の全周に亘って測位衛星2と車両1との間のそれぞれの見通し線が遮られるか否かを判定することができる。

0019

車両前方を撮影するカメラで撮影した周囲画像50のみを用いて、車両1の全周に亘って見通し線が遮られるか否かを判定することも可能である。
この場合、有効性判定部42は、異なる位置でそれぞれ連続して車両前方を撮影した周囲画像50の視差に基づいて、これら周囲画像50にそれぞれ写った同一の障害物と車両1との相対位置関係を算出してよい。有効性判定部42は、車両1の周囲の障害物のそれぞれについて算出した相対位置関係に基づいて、任意の視界方向に直交する2次元平面において、天空との見通し線が遮られない領域を検出してもよい。
なお、ステレオカメラを用いて車両1の周囲の障害物と車両1との相対位置関係を検出してもよい。

0020

図1を参照する。受信した衛星信号の送信元の測位衛星2が軌道情報33に整合し、且つこの測位衛星2と車両1との間のそれぞれの見通し線が遮られない場合、有効性判定部42は、この測位衛星2が有効であると判定する。すなわち、この測位衛星2から受信した衛星信号は、車両1の測位に用いる候補として採用される。受信した衛星信号の送信元の測位衛星2が軌道情報33に整合しないか、又はこの測位衛星2と車両1との間のそれぞれの見通し線が遮られる場合、有効性判定部42は、この測位衛星2が無効であると判定する。この測位衛星2から受信した衛星信号は、車両1の測位に用いる候補として採用されない。

0021

信号選択部43は、有効性判定部42によって有効であると判定された測位衛星2から受信した衛星信号のいずれかを選択する。例えば、信号選択部43は、有効であると判定された測位衛星2から受信した衛星信号のうち4個の衛星信号を選択する。
信号出力部44は、信号選択部43が選択した衛星信号を測位部32へ出力する。
測位部32は、信号出力部44から衛星信号を受信する。測位部32は、受信した衛星信号に基づいて車両1の現在位置を測定する。

0022

測位部32は、信号出力部44から受信した衛星信号に含まれる軌道データに基づいて測位衛星2の現在位置を算出する。軌道データは、例えば衛星信号の送信元の測位衛星2の任意の瞬間の位置を計算するためのパラメータであって、例えばGPSで使用されるエフェメリスであってよい。
測位部32は、4個の測位衛星2の現在位置と衛星信号の伝搬時間に基づいて車両1の現在位置を測定する。

0023

測位部32は、車両1に設けられたナビゲーション装置14に測位結果を出力する。また、測位部32は、記憶装置13に測位結果を格納する。
ナビゲーション装置14は、測位部32によって測定された車両1の現在位置を、不図示のディスプレイ装置に表示された地図上に表示する。また、ナビゲーション装置14は、車両1の現在位置から目的地まで至る走行経路を計算し、目的地までの運転を案内するナビゲーション情報を生成して運転者通知する。
また、車両1が自動運転機能を有する場合には、測位部32によって測定された車両1の現在位置に基づき、車両1の現在位置から目的地まで至る車両1の自動走行を制御してもよい。

0024

(動作)
次に第1実施形態に係る衛星信号処理装置の動作の一例を説明する。図4を参照する。
テップS1においてカメラ10は、車両1の周囲を撮影することにより車両1から周囲を見る視界の撮像画像、すなわち周囲画像を生成する。コントローラ12はカメラ10から周囲画像を取得する。
ステップS2において有効領域検出部41は、周囲画像中の第1有効領域を検出する。
ステップS3において有効性判定部42は、現時点での複数の測位衛星2の軌道情報33を参照する。

0025

ステップS4において有効性判定部42は、車両1に対する複数の測位衛星2の方位角及び仰角をそれぞれ算出する。そして、有効性判定部42は、複数の測位衛星2の方位角及び仰角によってそれぞれ表される複数の測位衛星2の位置を、周囲画像の撮影方向に直交する2次元平面上に投影する。
ステップS5において受信モジュール11は、複数の測位衛星2から送信した衛星信号を受信する。信号受取部40は、受信した衛星信号を受信モジュール11から受信する。

0026

ステップS6において有効性判定部42は、ステップS5で受信した衛星信号が、軌道情報33に整合する測位衛星からの信号であるか否かを判定する。受信した衛星信号が、軌道情報33に整合する測位衛星からの信号である場合(ステップS6:Y)、処理はステップS7へ進む。受信した衛星信号が、軌道情報33に整合する測位衛星からの信号でない場合(ステップS6:N)、受信した衛星信号を車両1の測位に使用せずに処理は終了する。

0027

ステップS7において有効性判定部42は、ステップS5で受信した衛星信号が、車両1からの見通し線が遮られない測位衛星からの信号であるか否かを判定する。受信した衛星信号が、車両1からの見通し線が遮られない測位衛星からの信号である場合(ステップS7:Y)、有効性判定部42は、ステップS5で受信した衛星信号の送信元の測位衛星を有効であると判定する。その後に処理はステップS8へ進む。受信した衛星信号が、車両1からの見通し線が遮られない測位衛星からの信号でない場合(ステップS7:N)、受信した衛星信号を車両1の測位に使用せずに処理は終了する。

0028

ステップS8において信号選択部43は、ステップS5で受信した衛星信号、すなわち有効な測位衛星からの衛星信号を選択する。
ステップS9において信号出力部44は、信号選択部43が選択した衛星信号を測位部32へ出力する。
ステップS10において測位部32は、信号出力部44から受信した衛星信号に基づいて車両1の現在位置を測定する。
ステップS11においてナビゲーション装置14は、測位部32によって測定された車両1の現在位置を表示する。

0029

(第1実施形態の効果)
(1)カメラ10は、車両1から車両1の周囲を撮影した周囲画像を生成する。有効領域検出部41は、周囲画像中の天空が写った第1有効領域を検出する。軌道情報取得部31は、複数の測位衛星2のそれぞれの軌道情報33を取得する。有効性判定部42は、軌道情報33に基づいて車両1に対する複数の測位衛星2の方位角及び仰角をそれぞれ算出する。有効性判定部42及び信号選択部43は、車両1に設けたアンテナ20で複数の測位衛星2からそれぞれ受信した衛星信号のうち、車両1との見通し線が遮られない測位衛星2から送信された衛星信号を、第1有効領域並びに複数の測位衛星2の方位角及び仰角に基づいて選択する。

0030

このため、信号選択部43は、車両1の移動に伴い車両1の周囲の障害物の配置が変化しても、車両1との見通し線が遮られない測位衛星2から送信された衛星信号のみを選択することができる。したがって、障害物を回り込んで伝搬経路が延びた衛星信号を除外することができ、信頼性の高い衛星信号のみを選択することができる。この結果、車両1に設けたアンテナを用いて信頼性の高い衛星信号を取得することができる。

0031

(2)有効性判定部42は、測位衛星2の方位角及び仰角によってそれぞれ表される測位衛星2の位置を、周囲画像の撮影方向に直交する2次元平面上へ投影する。有効性判定部42は、2次元平面上へ投影された位置が第1有効領域に対応する範囲内にある場合に、測位衛星2と車両1との見通し線が遮られないと判断する。
測位衛星2の方位角及び仰角に基づいて周囲画像の撮影方向に直交する2次元平面上へ測位衛星2を投影することにより、周囲画像中の天空が写った第1有効領域に対応する範囲内に測位衛星2の位置が投影されるか否かを判定できる。第1有効領域に対応する範囲内に測位衛星2の位置が投影されるか否かを判定することにより、車両1から天空が見える方位角及び仰角の範囲に測位衛星2があること、すなわち車両1と測位衛星2との見通し線が遮られないことを判断できる。

0032

(変形例)
(1)カメラ10として、車両1に搭載した状態の携帯情報端末装置内蔵カメラを利用して車両1の周囲の周囲画像を生成し、コントローラ12に出力してもよい。携帯情報端末装置は、車両1と通信可能なスマートフォンタブレット端末携帯電話機携帯ゲーム機、又は携帯音楽プレーヤー等でもよい。以下に説明する第2実施形態及び第3実施形態においても同様である。
(2)受信モジュール11とコントローラ12とを携帯情報端末装置に設け、車載カメラ10が撮影した周囲画像を携帯情報端末装置で受信してもよい。そして、携帯情報端末装置において、受信した周囲画像中の第1有効領域内に測位衛星2の位置が投影されるか否かを判定してもよい。以下に説明する第2実施形態及び第3実施形態においても同様である。

0033

(第2実施形態)
(構成)
続いて、第2実施形態に係る衛星信号処理装置を説明する。第2実施形態に係る衛星信号処理装置は、図1を参照して説明した衛星信号処理装置と同様の構成を有する。
図5を参照する。第2実施形態に係る衛星信号処理装置の受信モジュール11は、車両1の車室内に配置される。このため、受信モジュール11から見た見通し線(すなわちアンテナ20から見た見通し線)が車両1の車体によって遮られる範囲が発生する。

0034

例えば、図5に示す領域60は、受信モジュール11から見た見通し線が車両1の車体によって遮られない領域を模式的に示す。以下、受信モジュール11から見た見通し線が車両1の車体によって遮られない領域を、第2有効領域と表記することがある。
第2有効領域60から到来する測位衛星2a及び2bからの衛星信号は、車両1の車体によって遮られず受信モジュール11に直接到達する。このため、伝搬経路が延びていないので信頼性が高い。一方で第2有効領域60の外から到来する測位衛星2cからの衛星信号は、車両1の車体を回り込んで受信モジュール11に到達するため伝搬経路が延びてしまい信頼性が低下する。

0035

そこで、第2実施形態に係る衛星信号処理装置では、車両1の車室内に配置されたアンテナ20から見た見通し線が車両1の車体によって遮られない方位角及び仰角の範囲である第2有効領域を予め指定して記憶装置13に格納する。
有効性判定部42は、測位衛星2の方位角及び仰角並びに第1有効領域に基づいて選択した衛星信号のうち、アンテナ20から見た見通し線が車体で遮られない方位角及び仰角(すなわち第2有効領域内の方位角及び仰角)の測位衛星2を有効と判定する。

0036

(動作)
次に第2実施形態に係る衛星信号処理装置の動作の一例を説明する。図6を参照する。
ステップS20〜S26の処理は、図4のステップS1〜S7の処理と同様である。ステップS26の判定において、ステップS24で受信した衛星信号が車両1からの見通し線が遮られない測位衛星からの信号である場合(ステップS26:Y)、処理はステップS27へ進む。受信した衛星信号が、車両1からの見通し線が遮られない測位衛星からの信号でない場合(ステップS26:N)、受信した衛星信号を車両1の測位に使用せずに処理は終了する。

0037

ステップS27において有効性判定部42は、ステップS24で受信した衛星信号が、アンテナ20からの見通し線が車体で遮られない方位角及び仰角の測位衛星からの信号であるか否かを判定する。受信した衛星信号が、アンテナ20からの見通し線が車体で遮られない方位角及び仰角の測位衛星からの信号である場合(ステップS27:Y)、有効性判定部42は、ステップS24で受信した衛星信号の送信元の測位衛星を有効であると判定する。その後に処理はステップS28へ進む。アンテナ20からの見通し線が車体で遮られない方位角及び仰角の測位衛星からの信号でない場合(ステップS27:N)、受信した衛星信号を車両1の測位に使用せずに処理は終了する。
ステップS28〜S31の処理は、図4のステップS8〜S11の処理と同様である。

0038

(第2実施形態の効果)
車両1の車室内に配置されたアンテナ20から見た見通し線が車両1の車体によって遮られない方位角及び仰角の範囲である第2有効領域を予め指定して記憶装置13に格納する。有効性判定部42は、測位衛星2の方位角及び仰角並びに第1有効領域に基づいて選択した衛星信号のうち、アンテナ20から見た見通し線が車体で遮られない方位角及び仰角(すなわち第2有効領域内の方位角及び仰角)の測位衛星2を有効と判定する。
このため、車両1の車体を回り込んで伝搬経路が延びた衛星信号を除外することができ、信頼性の高い衛星信号のみを選択することができる。この結果、車両1の車室内に設けたアンテナを用いて信頼性の高い衛星信号を取得することができる。

0039

(第3実施形態)
続いて、第3実施形態に係る衛星信号処理装置を説明する。第3実施形態に係る衛星信号処理装置は、図1を参照して説明した衛星信号処理装置と同様の構成を有し、さらに測位衛星2からの衛星信号を、車両1の車室内の異なる位置にそれぞれ配置された複数の受信モジュールにて受信する。すなわち、測位衛星2からの衛星信号を、車室内の異なる位置にそれぞれ配置された複数のアンテナにて受信する。

0040

図7を参照する。衛星信号処理装置は、図1に示すカメラ10、受信モジュール11、コントローラ12及び記憶装置13に加えて、携帯情報端末装置70a及び70bを備える。図7及び以下の説明において携帯情報端末装置を「携帯端末」と表記することがある。携帯端末70a及び70bを総称して「携帯端末70」と表記することがある。
携帯端末70aは、カメラ71と、測位衛星2からの衛星信号を受信する受信モジュール72と、コントローラ73と、記憶装置74を備える。受信モジュール72は例えば受信モジュール11と同様の構成を有し、測位衛星2からの衛星信号を受信するためのアンテナを備える。携帯端末70bも携帯端末70aと同様の構成を有する。
なお、カメラ10、受信モジュール11、コントローラ12及び記憶装置13もまた、携帯端末に搭載されたコンポーネントであってもよい。

0041

受信モジュール11と、携帯端末70aと、携帯端末70bとは、車室内の異なる位置にそれぞれ配置される。すなわち、受信モジュール11と、携帯端末70aの受信モジュール72と、携帯端末70bの受信モジュール72とは、車室内の異なる位置にそれぞれ配置される。
図7に示す領域75は、携帯端末70aの受信モジュール72(すなわち携帯端末70aの受信モジュール72のアンテナ)から見た見通し線が車両1の車体によって遮られない第2有効領域を模式的に示す。領域76は、携帯端末70bの受信モジュール72(すなわち携帯端末70bの受信モジュール72のアンテナ)から見た見通し線が車両1の車体によって遮られない第2有効領域を模式的に示す。

0042

携帯端末70は、測位衛星2から受信した衛星信号を、不図示の有線又は無線の通信手段によってコントローラ12へ送信する。例えば、コントローラ12及び携帯端末70は、有線又は無線の通信ネットワークを形成し、通信ネットワークを経由して各々が受信した衛星信号を共有してもよい。

0043

コントローラ12の有効性判定部42は、受信モジュール11のアンテナ20で受信した衛星信号の送信元の測位衛星2の有効性を判断する。
さらに有効性判定部42は、携帯端末70の受信モジュール72のアンテナで受信した衛星信号の送信元の測位衛星2の有効性を判断する。このとき、携帯端末70a及び70bの配置位置に応じて第2有効領域75及び76を予め指定しておき、記憶装置13に格納しておいてもよい。

0044

有効性判定部42は、記憶装置13に格納した第2有効領域75及び76に基づき、携帯端末70で受信した衛星信号が、受信モジュール72からの見通し線が車体で遮られない方位角及び仰角の測位衛星からの信号であるか否かを判定してよい。
これに代えて、携帯端末70a及び70bの記憶装置74に第2有効領域75及び76をそれぞれ格納してもよい。携帯端末70のコントローラ73は、それぞれ受信した衛星信号が、受信モジュール72からの見通し線が車体で遮られない方位角及び仰角の測位衛星からの信号であるか否かを判定してよい。携帯端末70は、車体で遮られない方位角及び仰角の測位衛星からの衛星信号のみをコントローラ12へ送信してもよい。

0045

車室内の異なる位置に複数の受信モジュール11及び72をそれぞれ配置することにより、それぞれの受信モジュールから見た見通し線が車両1の車体で遮られない第2有効領域60、75及び76を異ならせることができる。このように、複数の受信モジュール11及び72によって複数の異なる第2有効領域60、75及び76をカバーすることにより、車室内に設置された受信モジュール11及び72にて受信した衛星信号に与える車体の影響を低減することができる。

0046

なお、携帯端末70が車室内に持ち込まれても、携帯端末70がいずれの方向にも見通し線を有しない場合がある。例えば、カバンの中に入れられた状態で車室内に持ち込まれた携帯端末70は、いずれの方向の見通し線もカバンによって遮られているため測位衛星からの衛星信号の受信手段として用いるのは適切ではない。
このため、例えば携帯端末70がコントローラ12との通信ネットワークを検出した場合や携帯端末70が衛星信号を受信した場合に、携帯端末70のコントローラ73は、携帯端末70のカメラ71で画像を撮像する。コントローラ73は、カメラ71で撮像した画像に基づいて携帯端末70を衛星信号の受信に用いるか否かを判定する。

0047

例えば、カメラ71で撮像した画像中の全ての領域において輝度が閾値未満である場合、コントローラ73は、携帯端末70がいずれの方向にも見通し線を持たず、携帯端末70を衛星信号の受信に用いることから除外する。
携帯端末70のコントローラ73は、カメラ71で撮像した画像をコントローラ12に送信してもよい。コントローラ12にて、携帯端末70を衛星信号の受信に用いるか否かを判定してもよい。

0048

(第3実施形態の効果)
(1)有効性判定部42は、車両1の車室内の異なる位置にそれぞれ配置された複数のアンテナにて受信する衛星信号の中から、アンテナからの見通し線が車体によって遮られない方位角及び仰角の測位衛星の衛星信号を選択する。車室内の異なる位置に複数のアンテナをそれぞれ配置することにより、それぞれのアンテナの見通し線が車両1の車体で遮られない第2有効領域60、75及び76を異ならせることができる。
複数の異なる第2有効領域60、75及び76をカバーすることにより、車室内に設置されたアンテナにて受信した衛星信号に与える車体の影響を低減することができる。

0049

(2)アンテナを備える携帯端末70は、携帯端末70のカメラ71で画像を撮像し、カメラ71で撮像した画像に基づいて携帯端末70を衛星信号の受信に用いるか否かを判定する。例えば、携帯端末70のコントローラ73は、カメラ71で撮像した画像に基づいて携帯端末70がいずれかの方向に見通し線を有するか否かを判定する。携帯端末70がいずれの方向にも見通し線を有しないと判定した場合にコントローラ73は、携帯端末70を衛星信号の受信に用いることから除外する。
このため、車室内に持ち込まれてもいずれの方向にも見通し線がなく受信手段として適さない携帯端末70を、衛星信号の受信に用いることから除外できる。

0050

1…車両、2a〜2d…測位衛星、10…カメラ、11…受信モジュール、12…コントローラ、13…記憶装置、14…ナビゲーション装置、20…アンテナ、30…衛星信号処理部、31…軌道情報取得部、32…測位部、33…軌道情報、40…信号受取部、41…有効領域検出部、42…有効性判定部、43…信号選択部、44…信号出力部、50…周囲画像、51…2値画像、52…第1有効領域、53…無効領域、54…2次元平面、55…第1有効領域に対応する範囲、56…無効領域に対応する範囲、57…投影位置、58…投影位置、60…第2有効領域、70a…携帯情報端末装置、70b…携帯情報端末装置、71…カメラ、72…受信モジュール、73…コントローラ、74…記憶装置、75…第2有効領域、76…第2有効領域

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