移动体定位系统、方法和程序与流程
本发明涉及卫星定位领域，并且更具体地，涉及通过使用卫星定位系统检测移动体的当前位置的移动体定位系统、移动体定位方法和移动体定位程序。
背景技术：
在卫星定位中，存在各种误差因素，诸如卫星轨道误差、卫星时钟误差、电离层变化、对流层波动、信号中断和多径，并且在任何环境中始终实现稳定且高精度的卫星定位非常困难。
例如，不仅在卫星被完全阻挡的环境中，而且在诸如具有高层建筑物的城市区域或位于山之间的山间区域的环境中，卫星定位的精度都可能由于以上误差因素中的信号中断或多径而降低。具体地，多径是卫星定位精度的主要恶化因素。
注意，诸如多径之类的定位环境的影响不仅例如作为固定之前的卫星定位位置(浮动值)与固定之后的卫星定位位置(固定值)之间的偏差(误差)而出现，也作为固定状态下与正确位置的偏差(误差)出现。
例如，在专利文献1和2中描述了关于考虑到多径来提高卫生定位的精度的技术的技术。例如，在专利文献1中，描述了通过如下步骤来检测多径的技术：从移动距离和角位移量估计自身设备的位置，基于估计的自身设备的位置来计算出到接收卫星的位置的距离，并将计算的距离与由卫星定位系统(全球导航卫星系统：gnss)接收的接收信号(以下称为gnss信号)的信号传播时间进行比较。另外，作为该情况下的更详细的方法，在专利文献1中描述了通过以下步骤来检测卫星的障碍物反射的方法：获取从地图数据库获取的周围建筑物的高度，计算接收卫星的方位角和仰角，并执行对其的比较。
另外，在专利文献2中，描述了基于从定位系统获取的当前位置与发射站之间的距离与地图数据上的接收信号的传播距离之间的差的水平投影的结果是否在从行进方向计算出的多径判定区域的范围内来执行多径判定，该行进方向由从自主传感器计算出的速度矢量和从定位系统获取的当前位置来指示。
引文清单
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开no.2000-180191
专利文献2：日本专利申请特开no.2008-051572
技术实现要素：
技术问题
然而，在专利文献1和2中描述的方法中，为了检测多径，移动体的当前位置是必要的，该多径是恶化用于获取当前位置的定位系统的定位结果(当前位置)的精度的误差因子。注意，专利文献1中描述的方法需要从移动距离和角位移量估计的自身设备位置，而专利文献2中描述的方法需要作为定位系统的定位结果的当前位置。由于没有高精度地获取这些当前位置，因此存在以下问题：在通过简单地利用这些低精度的当前位置来进行多径判定的情况下，判定精度变低。另外，在使用地图数据的情况下，地图数据可能是旧的。
另外，在专利文献1和2中，作为多径判定结果的利用示例，公开了在判定多径(障碍物反射)的情况下，在排除作为接收信号的发射源的卫星的同时执行定位，而不根据使用接收信号的定位结果执行自身设备位置校正。然而，在执行这种简单的排除的情况下，存在不确保可用性的可能性。例如，取决于移动设备可以接收的卫星数量，存在优选不排除而使用的情况。在这种情况下，例如，选择使用其接收信号的优先卫星是重要的。然而，在专利文献1和2中描述的方法中，不仅考虑这一点而且考虑如何使用多径判定的结果是不够的。
因此，本发明提供了一种移动体定位系统以及其中使用的多路径检测设备、方法和程序，该移动体定位系统即使对于不能总是获取高精度位置信息或最新地图数据的移动体，也能够在最大程度确保系统可用性的同时提高定位精度。
问题的解决方案
根据本发明的移动体定位系统包括：gnss接收器，该gnss接收器包括在移动体中，并且接收从一个或多个卫星中的每一个发送的gnss信号并获取与每个卫星相对应的观测数据；外部数据获取装置，该外部数据获取装置获取作为除了观测数据之外的预定数据的外部数据；多径检测装置，该多径检测装置针对观测数据组检测多径，该观测数据组是用于定位计算以识别运动体的位置的多条观测数据的集合以及分别从一颗或多颗卫星gnss信号获取的多条观测数据的集合；以及定位计算装置，该定位计算装置在基于多径检测的结果选择了要使用的卫星和要排除的卫星之后执行定位计算，其中，多径检测装置通过基于针对移动体中的gnss信号的阻挡范围或作为除了移动体之外的接收站的不同站中的gnss信号的观测状态判定观测数据是否为多径来检测多径，所述阻挡范围或所述观测状态是从外部数据的分析获取的。
根据本发明的多径检测设备包括：外部数据获取装置，该外部数据获取装置获取作为除了从由包括在移动体中的gnss接收器接收的gnss信号获取的观测数据之外的预定数据的外部数据；以及多径检测装置，该多径检测装置通过基于针对移动体中的gnss信号的阻挡范围或作为除移动体之外的接收站的不同站中的gnss信号的观测状态判定观测数据是否为多径来检测多径，所述阻挡范围或所述观测状态是通过分析外部数据获取的。
根据本发明的移动体定位方法包括：获取从gnss信号中获取并且作为与每个卫星相对应的观测数据的观测数据，该gnss信号是从一个或多个卫星中的每一个发送的并且是由包括在移动体中的gnss接收器接收的；获取作为除了观测数据以外的预定数据的外部数据；关于作为分别对应于卫星的观测数据的集合的观测数据组，通过基于针对移动体中的gnss信号的阻挡范围或作为除移动体之外的接收站的不同站中的gnss信号的观测状态判定观测数据组中的每条观测数据是否为多径来检测多径，所述阻挡范围或所述观测状态是通过分析外部数据获取的；基于多径检测的结果，在选择要使用的卫星或要排除的卫星之后，执行定位计算，获取观测数据、获取外部数据、检测多径以及执行位置计算是由信息处理设备执行的。
根据本发明的多径判定方法包括：获取作为除了从由包括在移动体中的gnss接收器接收的gnss信号获取的观测数据之外的预定数据的外部数据；以及通过基于针对移动体中的gnss信号的阻挡范围或作为除移动体之外的接收站的不同站中的gnss信号的观测状态判定观测数据是否为多径来检测多径，所述阻挡范围或所述观测状态是通过分析外部数据获取的，获取外部数据和检测多径是由信息处理设备执行的。
根据本发明的移动体定位程序使计算机执行以下处理：获取从gnss信号中获取并且作为与每个卫星相对应的观测数据的观测数据，该gnss信号是从一个或多个卫星中的每一个发送的并且是由包括在移动体中的gnss接收器接收的；获取作为除了观测数据以外的预定数据的外部数据；关于作为分别对应于卫星的观测数据的集合的观测数据组，通过基于针对移动体中的gnss信号的阻挡范围或作为除移动体之外的接收站的不同站中的gnss信号的观测状态判定观测数据组中的每条观测数据是否为多径来检测多径，所述阻挡范围或所述观测状态是通过分析外部数据获取的；以及基于多径检测的结果，在选择要使用的卫星或要排除的卫星之后，执行定位计算。
根据本发明的多径判定程序使计算机执行以下处理：获取作为除了从由包括在移动体中的gnss接收器接收的gnss信号获取的观测数据以外的预定数据的外部数据；以及基于针对移动体中的gnss信号的阻挡范围或作为除移动体之外的接收站的不同站中的gnss信号的观测状态判定观测数据是否为多径，所述阻挡范围或所述观测状态是通过分析外部数据获取的。
发明的有益效果
根据本发明，即使从不能总是获取高精度的位置信息或最新地图数据的移动体观测到的观测数据中，也可以高精度地检测出移动体的自身设备位置。另外，根据本发明，即使在移动体的情况下，也可以在最大程度确保卫星定位系统的可用性的同时提高定位精度。
附图说明
图1：其描绘了根据本发明的移动体定位系统的示意性配置图。
图2：其描绘了示出定位单元12的配置示例的框图。
图3：其描绘了示出位置检测设备的位置检测操作的概要的流程图。
图4：其描绘了示出位置检测设备的位置检测操作的概要的流程图。
图5：其描绘了示出第一示例性实施例的位置检测设备的配置示例的框图。
图6：其描绘了用于描述基于图像数据的周围环境抓取的示例的视图。
图7：其描绘了用于描述非阻挡范围的示例的视图。
图8：其描绘了用于描述多径检测结果的示例的视图。
图9：其描绘了用于描述移动体中的观测数据和周围环境抓取的示例的视图。
图10：其描绘了用于描述基于周围环境抓取的多径检测的示例的视图。
图11：其描绘了示出第一示例性实施例的位置检测设备的操作示例的序列图。
图12：其描绘了示出第二示例性实施例的位置检测设备的配置示例的框图。
图13：其描绘了示出第二示例性实施例的位置检测设备的操作示例的序列图。
图14：其描绘了示出第三示例性实施例的位置检测设备的配置示例的框图。
图15：其描绘了用于描述到接收卫星的伪距离的概率评估的概要的视图。
图16：其描绘了用于描述多径检测方法的示例的视图。
图17：其描绘了用于描述基于伪距离差的多径检测结果和排除优先级的示例的视图。
图18：其描绘了示出第三示例性实施例的位置检测设备的操作示例的序列图。
图19：其描绘了示出第四示例性实施例的位置检测设备的配置示例的框图。
图20：其描绘了用于描述排除优先级赋予的结果的示例的视图。
图21：其描绘了示出第四示例性实施例的位置检测设备的操作示例的序列图。
图22：其描绘了示出根据本发明的每个示例性实施例的计算机的配置示例的示意性框图。
图23：其描绘了示出本发明的多径检测设备的概要的框图。
图24：其描绘了示出本发明的移动体定位系统的概要的框图。
图25：其描绘了示出本发明的移动体定位系统的不同示例的框图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本发明的示例性实施例。首先，将简要描述本发明的技术概念。
在本发明中，在通过卫星定位来检测移动体的当前位置时，通过利用以下各项操作中的任何一个或其组合来检测多径：(1)使用通过利用安装在移动体上的相机设备拍摄周围环境而获取的图像数据的周围环境抓取；(2)使用三维地图信息(诸如，动态地图)的周围环境抓取；以及(3)通过与卫星定位的不同接收站(无论是否为移动物体)通信来共享定位分析数据。然而，更优选地是将(2)与至少(1)或(3)组合使用，而不是单独使用。
在任何方法中，通过利用外部数据来执行多径的判定。外部数据是除了从卫星定位系统中的接收站(本发明中的移动体)接收到的gnss信号获取的观测数据(本站观测数据)以外的数据，将从作为卫星定位系统中发射站的每个卫星检测该站的当前位置。例如，外部数据是图像数据、三维地图数据或卫星定位系统中不同接收站中的定位分析数据。
而且，在本发明中，除了检测多径之外，还基于例如被识别为周围环境抓取结果的接收到的gnss信号的阻挡度、被识别为数据共享结果的到作为从其接收gnss信号的卫星的接收卫星的伪距离中的误差量来判定接收卫星的可用性、排除接收卫星中的优先级等。判定结果与多径检测结果一起输出。在此，到接收卫星的伪距离是发射站(卫星)与接收站(移动体)之间的距离，该距离由作为接收到的gnss信号的接收信号的传播时间指示。在下文中，出于与实际距离的区别的目的，将该距离称为“伪距离”。而且，伪距离中的误差是伪距离与实际距离之间的差。
图1是根据本发明的移动体定位系统的示意性配置图。图1所示的移动体定位系统包括至少一个或多个卫星2和移动体1。注意，移动体定位系统可以进一步包括不同的移动体1、电子基准点3和地图服务器4。
在本示例中，移动体1包括gnss接收器11、gnss天线111、定位单元12、外部数据获取单元13、相机设备14、地图数据存储设备15以及另一方通信接口(if)16和另一方通信天线17。
在本示例中，相机设备14、地图数据存储设备15、另一方通信if16和另一方通信天线17是外部数据系统20的至少一部分(移动体侧功能)。
gnss接收器11可以是普通卫星定位系统中的接收器。即，接收来自一个或多个卫星2的gnss信号，并输出从接收到的gnss信号获取的观测数据。
定位单元12基于来自每个接收卫星的观测数据来执行定位计算，该观测数据是从gnss接收器11输出的，并且定位(计算)自身设备(包括gnss接收器11的移动体1)的当前位置。本示例性实施例的定位单元12除了具有一般的定位计算功能之外，还具有以下功能：基于从外部数据获取单元13(稍后描述)输出的外部数据的分析结果来执行多径检测，以及在多径的检测结果的基础上，基于各观测数据的可靠性来执行定位计算中使用的接收卫星(要使用的卫星)的选择或定位计算。
外部数据获取单元13从外部数据系统20获取外部数据，分析获取的外部数据，并输出预定的分析结果。在此，例如，外部数据获取单元13可以获取并分析作为外部数据的图像数据或地图数据，并且输出由于从自身设备看到的每个阻挡物体而导致的阻挡范围(gnss信号的阻挡范围)。另外，例如，外部数据获取单元13可以获取并分析作为外部数据的由不同的接收站获取的观测数据(以下称为不同站观测数据)，并输出不同接收站中的gnss信号的观测状态或输出接收卫星的伪距离差。
外部数据系统20是用于保持或获取预定的外部数据的其当前位置要被检测的移动体1(1a)的系统。外部数据系统20可以包括相机设备14、地图数据存储设备15、另一方通信if16、作为不同接收站的移动体1(1b)、电子基准点3和地图服务器4。注意，如上所述，外部数据是本站观测数据以外的数据，该本站观测数据是来自接收卫星并在包括在自身设备(移动体1a)中的gnss接收器11(本站)中获取的观测数据。注意，附图中的附图标记17是另一方通信天线。
注意，外部数据系统20大致划分为移动体侧功能和外部功能。其中，相机设备14、地图数据存储设备15和另一方通信if16属于移动体侧功能，其他的接收站(移动体1b和电子基准点3)和地图服务器4属于外部功能。注意，移动体侧功能仅需要包括以上至少一项。注意，可以根据运动体侧功能选择要包括的功能作为外部功能。作为示例，在运动体侧功能包括地图数据存储设备15的情况下，外部功能优选地包括地图服务器4。此外，例如，在运动体侧功能包括另一方通信if16的情况下，外部功能优选包括至少一个不同的接收站。注意，尽管不同接收站的类型没有特别限制，但是更优选地包括多个不同接收站。注意，取决于移动体侧功能，可以省略外部功能。
以下，可以将gnss接收器11、定位单元12、外部数据获取单元13和外部数据系统20的移动体侧功能称为“位置检测设备10”。注意，位置检测设备10可以包括gnss天线111。例如，作为通过使用卫星定位系统来检测自身设备的当前位置的设备，位置检测设备10被设置在诸如车辆的移动体1中。
而且，在图1中，gnss接收器11和定位单元12被示为移动体1中的单独设备。然而，例如，通过将定位单元12的功能安装到gnss接收器11，这些可以作为一个设备安装。
另外，图2是示出定位单元12的配置示例的框图。如图2所示，定位单元12可以包括多径检测单元121、无效性判定条件赋予单元122以及定位计算单元123。
基于外部数据获取单元13的分析结果(以下称为外部数据分析结果)，多径检测单元121针对包括在由gnss接收器11接收的观测数据组中的每条观测数据执行多径检测。对于来自每个接收卫星的观测数据，多径检测单元121通过基于观测数据和外部数据分析结果判定观测数据是否被多径接收来检测多径。这里，“判定观测数据是否被多径接收”意指判定从其获取观测数据的接收信号是否为多径信号，更具体地，判定障碍物反射是否包括在gnss信号的传播路径中，该传播路径是从作为观测数据的发射站的卫星到作为观测数据的接收站的本站的传播路径。
无效性判定条件赋予单元122从多径检测单元121接收多径检测结果，并且将无效性判定条件(诸如排除优先级或可靠性)赋予给多径检测结果(具体地，确定为多径的观测数据)。在下文中，诸如成为用于使用观测数据进行定位计算中的观测数据的有效性/无效性(在此，指示是否为多径)的判定条件的指标的诸如排除优先级和可靠性之类的指标统称为“无效性判定条件”。
定位计算单元123基于多径检测单元121的多径检测结果和gnss接收器11获取的观测数据组(来自每个接收卫星的观测数据)，计算自身设备的位置。基于多径检测结果，在选择用于定位计算的接收卫星(要使用的卫星)或从定位计算中排除的接收卫星(要排除的卫星)之后，定位计算单元123基于来自要使用的卫星的观测数据执行定位计算。
图3和图4是示出上述位置检测设备10中的位置检测操作的概要的流程图。注意，图3所示的示例是接收观测数据并且在首先执行多径判定之后执行定位计算的示例。图4所示的示例是接收观测数据、在首先执行定位计算之后执行多径判定以及在必要时执行重新计算的示例。以这种方式，对多径的判定定时没有特别限制。注意，前者是在移动体1的当前位置没有用于多径判定(或者不需要高精度的位置信息)的情况下有效的操作示例。另一方面，后者是在将移动体1的当前位置用于多路径判定的情况下(或者在需要高精度的位置信息的情况下)有效的操作示例，因为可以使用最新的定位计算结果执行多径判定。
首先，将描述图3所示的示例。在本示例中，首先，观测数据接收单元101接收每个卫星2的gnss信号并获取观测数据(步骤s101)。
接下来，外部数据获取单元13获取外部数据，分析获取的图像数据，并且获取预定的分析结果(步骤s102和步骤s103)。注意，执行的顺序在步骤s101和步骤s102至步骤s103之间没有具体限制。即，后者可以首先执行，或者两者可以并行或同时执行。
接下来，定位单元12的多径检测单元121基于外部数据的分析结果，针对所获取的观测数据组中的每条观测数据检测多径(步骤s104)。
在步骤s104中从任一条观测数据中检测到多径的情况下(步骤s105中为是)，无效性判定条件赋予单元122将无效性判定条件赋予给多径检测结果(具体而言，确定为多径的每条观测数据)(步骤s106)。另一方面，在没有从任何一条观测数据中检测到多径的情况下(步骤s105中为“否”)，操作直接进行到步骤s107。注意，无论是否检测到多径，都可以执行步骤s106的操作。
最后，定位计算单元123基于所获取的观测数据组和多径检测结果(包括无效性判定条件)来执行定位计算，并且输出定位位置(计算结果)(步骤s107)。
例如，位置检测设备10可以在每次接收观测数据时执行上述一系列操作。
接下来，将描述图4所示的示例。在图4所示的例子中，在观测数据接收单元101接收到各卫星2的gnss信号并获取观测数据(本站观测数据)(步骤s101)之后，定位计算单元123通过使用所获取的观测数据组首先执行定位计算(步骤s111)。
另一方面，外部数据获取单元13获取外部数据(步骤s102)。
步骤s102至步骤s104类似于图3中的步骤。同样在本示例中，执行的顺序在步骤s101至s111和步骤s102至步骤s103之间没有具体限制。即，后者可以首先执行，或者两者可以并行或同时执行。
在本示例中，在步骤s104中从任何一条观测数据中检测到多径的情况下(步骤s105中为是)，无效性判定条件赋予单元122将无效性判定条件赋予给多径检测结果(具体地，每个被确定为多径的观测数据)(步骤s106)。注意，无论是否检测到多径，都可以执行步骤s106的操作。
在检测到多径并且赋予了无效性判定条件之后，定位计算单元123基于获取的观测数据组和多径检测结果(包括无效性判定条件)来再次执行定位计算(步骤s112)。步骤s112中的定位计算可以类似于图3中的步骤s107中的定位计算。
另一方面，在步骤s104中没有从任何一条观测数据中检测到多径的情况下(步骤s105中为否)，操作直接进行到步骤s113。
在步骤s113中，定位计算单元123输出定位计算的结果。定位计算单元123优选地在于步骤s112中执行重新计算的情况下输出重新计算的计算结果，否则优选地在步骤s111中输出计算结果。
同样在本示例中，在每次接收到观测数据时，位置检测设备10可以执行上述一系列操作。
以这种方式，不仅利用观测数据，还利用外部数据，针对接收到的观测数据组检测多径，必要时被赋予无效性判定条件的多径检测结果被给予到后级中的计算单元123。然后，由于后级中的定位计算单元123可以从定位计算的对象中执行排除，或者可以针对检测到多径的观测数据降低优先级，因此可以提高定位位置的计算精度。
在下面的每个示例性实施例中，将更加详细地描述如上所述的使用移动体1中的外部数据来提高卫星定位的精度的技术。
第一示例性实施例
图5是示出第一示例性实施例的位置检测设备10a的配置示例的框图。图5所示的位置检测设备10a包括观测数据接收单元101、定位单元102、图像数据获取单元103a和成像单元104。定位单元102还包括多径检测单元121、无效性判定条件赋予单元122和定位计算单元123。
在本示例中，观测数据接收单元101对应于上述gnss接收器11，并且定位单元102对应于上述定位单元12。此外，图像数据获取单元103a对应于外部数据获取单元13，并且成像单元104对应于上述外部数据系统20的移动体侧功能中的相机设备14。
观测数据接收单元101从作为卫星定位系统中的发射站的一个或多个卫星2观测(接收)gnss信号，并且从作为接收的gnss信号的每个接收信号获取预定的观测数据。在此，观测数据是通过对接收信号的分析而获取的数据，只要是能够进行定位计算的信息，就不特别限定该观测数据。作为示例，可以包括到接收卫星的伪距离(基于接收信号的传播时间的接收卫星和自身设备之间的距离)、与接收卫星的轨道有关的信息(轨道信息)、时钟信息等。以下，存在将从某颗卫星接收到的gnss信号获取的观测数据简称为来自该卫星(接收卫星)的观测数据的情况。
图像数据获取单元103a控制包括在自身设备中的成像单元104以拍摄自身设备的周围环境，并获取捕获图像的图像数据。在此，成像单元104可以是单眼相机、立体相机或全向相机。注意，图像数据获取单元103a可以通过使得例如以预定时间间隔多次拍摄来获取时间序列图像数据。另外，在移动体1包括持续拍摄预定方向的相机设备的情况下，图像数据获取单元103a使用来自缓冲器等的最新时间序列图像数据，该缓冲器等保持从相机设备输出的流图像数据。具体地，在单眼相机的情况下，时间序列数据对于执行主题的宽度、高度等的三维测量是必需的。
此外，图像数据获取单元103a通过分析所获取的图像数据来检测自身设备周围的地表物体，并且基于检测到的地表物体的位置和大小识别阻挡范围，该阻挡范围是在自身设备中天空(更具体地，gnss信号)被阻挡的范围。阻挡范围例如可以由方位角θ和仰角
图像数据获取单元103a可以通过分析图像数据来检测自身设备的周围环境，特别是可以将gnss信号作为阻挡物体阻挡的地表物体，并且通过识别从自身设备看到的阻挡物体的范围，诸如其中阻挡物体存在的方位角范围(例如，θmin和θmax)和仰角范围(例如，
图6是用于描述基于图像数据的周围环境抓取的示例的视图。在图6中，示出了如下示例：作为图像数据的分析结果，将方位角范围45至80°和仰角范围0至80°识别为由于一个阻挡物体b1而导致的阻挡范围。注意，尽管在图6中将车辆图示为移动体1，但是移动体1不限于车辆。
例如，在图像数据是由立体相机拍摄的图像数据的情况下，图像数据获取单元103a可以获取拍摄了移动体1的前向的图像数据。然后，可以通过针对图像数据的主题的三维测量来识别阻挡物体的尺寸，该三维测量包括基于立体视觉的深度估计。注意，可以基于立体视觉和三维测量将现有技术用于深度估计。
此外，例如，在图像数据是由单眼相机拍摄的图像数据的情况下，图像数据获取单元103a可以获取拍摄了移动体1的前向的时间序列图像数据。然后，优选地，通过利用时间序列图像数据，通过与通过立体视觉进行的深度估计相似的处理，优选地执行图像数据的主题的三维测量。注意，现有技术也可以用于使用时间序列图像数据的深度估计和三维测量。
另外，例如，在图像数据是由全向相机拍摄的图像数据的情况下，图像数据获取单元103a优选地通过实现伪立体视觉，例如通过以预定的方位角划分图像数据，来对图像数据的主题执行三维测量，或通过使用图像数据的时间序列数据执行与通过立体视觉进行的深度估计相似的处理。
当针对图像数据的主题执行三维测量时，图像数据获取单元103a可以预先识别诸如图像中的道路部分的不期望存在阻挡物体的范围(非阻挡范围)，并且，可以执行将识别出的范围从用于阻挡物体的检测物体中排除的处理(参见图7)。以这种方式，可以通过限制要检测的范围来减少处理负荷。图7是用于描述非阻挡范围的示例的视图。图7是将被识别为道路区域的画面的下半部分(虚线包围的区域)设定为非阻挡范围的示例。
本示例性实施例的多径检测单元121基于观测数据组和每个阻挡物体的阻挡范围执行多径检测，该阻塞范围是外部数据的分析结果。更具体地，本示例性实施例的多径检测单元121通过针对每条观测数据判定从观测数据识别出的接收卫星位置是否与由于每个阻挡物体而导致的阻挡范围重叠来检测多径。
例如，多径检测单元121基于观测数据组中包括的每条观测数据(诸如轨道信息和时钟信息)，识别从自身设备看到的每个接收卫星的方位角θ和仰角
在此，多径检测单元121可以基于最新的自身设备位置和观测数据来识别从自身设备观看的接收卫星的方位角θ和仰角
图8是用于描述本示例性实施例的多径检测单元121的多径检测结果的示例的视图。如图8所示，多径检测单元121将从观测数据组包括的每条观测数据识别出的各接收卫星的方位角θ和仰角
注意，在图8所示的示例中，某个移动体1从四个卫星2(图中的s1至s4)获取观测数据。此外，作为分析由移动体1自身拍摄的图像数据的结果，识别出一个阻挡物体b1。注意，每个接收卫星si的位置
-接收卫星s1的位置p1＝(185，30)
-接收卫星s2的位置p2＝(46，40)
-接收卫星s3的位置p3＝(300，47)
-接收卫星s4的位置p4＝(220，35)
-由于阻挡物体b1而导致的阻挡范围r1＝((45，80)，(0，80))
例如，多径检测单元121可以将每个接收卫星si的位置pi与每个阻挡物体bj的阻塞范围rj进行比较，并且在以下表达式(1)对于任何j成立的情况下，可以判定来自接收卫星si的观测数据是多径的。
bjθmin≤siθ≤bjθmax和
在图8所示的示例中，由于作为接收卫星s2的位置p2与阻挡物体b1的阻挡范围r1的比较结果，满足b1θmin≤s2θ≤b1θmax且
基于多径检测单元121的多径检测结果，无效性判定条件赋予单元122将无效性判定条件(诸如，排除优先级或可靠性)赋予给至少判定为多径的观测数据。例如，无效性判定条件赋予单元122基于多径的检测结果或用于检测的信息，将无效性判定条件(诸如，排除优先级或可靠性)赋予给至少判定为多径的观测数据。在此，无效性判定条件例如是观测数据组的多径检测结果的一部分。
图9是用于描述移动体1中的观测数据和周围环境抓取的示例的视图。在图9所示的示例中，某个移动体1从四颗卫星2(附图中的s1至s4)获取观测数据。另外，作为对由移动体1自身拍摄的图像数据分析的结果，识别出三个阻挡物体b1至b3。在图10(a)和10(b)中，示出了在本示例中每个接收卫星的位置和从每条观测数据获取的每个阻挡物体的阻挡范围的示例。图10(c)是用于描述基于图9所示的周围环境抓取的多径检测示例的视图。注意，本示例中每个接收卫星si的位置
-接收卫星s1的位置p1＝(185，30)
-接收卫星s2的位置p2＝(46，40)
-接收卫星s3的位置p3＝(300，47)
-接收卫星s4的位置p4＝(220，35)
-由于阻挡物体b1而导致的阻挡范围r1＝((45，80)，(0，80))
-由于阻挡物体b2而导致的阻挡范围r2＝((180，190)，(0，65))
-由于阻挡物体b3而导致的阻挡范围r3＝((270，320)，(0，50))
由于接收卫星s1满足阻挡物体b2的上述表达式(1)，因此本示例的多径检测单元121判定来自接收卫星s1的观测数据是多径的。另外，由于接收卫星s2满足阻挡物体b1的上述表达式(1)，因此多径检测单元121判定来自接收卫星s2的观测数据是多径的。另外，由于接收卫星s3满足阻挡物体b3的上述表达式(1)，因此多径检测单元121判定来自接收卫星s3的观测数据是多径的。此外，由于接收卫星s4不满足任何阻挡物体bj的上述表达式(1)，因此多径检测单元121判定来自接收卫星s4的观测数据不是多径的。
在图10(c)中，示出了重叠度和排除优先级以及多径检测结果。在此，重叠度是指示针对接收卫星的方位角θ和仰角
例如，由于接收卫星s1包括在阻挡物b2的阻挡范围内，因此分别如下计算方位角s1θ的重叠度s1θ′和仰角
另外，例如，由于上述接收卫星s4不包括在任何阻挡物体的阻挡范围内，因此如下计算方位角s4θ的重叠度s4θ'。
-与阻挡物体b1的重叠度s4b1θ’
s4b1θ’＝-(min(|s4θ-b1θmin|d，|s4θ-b1θmax|d))
＝-(min(|220°-45°|d)，|220°-80°|d)))
＝-140°
-与阻挡物体b2的重叠度s4b1θ’
s4b2θ’＝min(|s4θ-b2θmin|d，|s4θ-b2θmax|d)
＝min(|220°-180°|d)，|220°-190°|d))
＝-30°
-与阻挡物体b3的重叠度s4b1θ’
s4b3θ’＝min(|s4θ-b3θmin|d，|s4θ-b3θmax|d)
＝min(|220°-270°|d)，|220°-320°|d))
＝-50°
因此，
据此，例如，如下计算接收卫星s4的仰角
-与阻挡物体b2的重叠度
因此，
例如，无效性判定条件赋予单元122可以获取针对每个接收卫星的阻挡范围的重叠度θ'和
定位计算单元123基于由观测数据接收单元101获取的观测数据组(来自每个接收卫星的观测数据)来计算自身设备位置。定位计算单元123可以例如通过使用包括在观测数据组中的观测数据执行预定的定位计算，来计算自身设备的位置。
然而，在从多径检测单元121获取多径检测结果的情况下，本示例性实施例的定位计算单元123基于观测数据组和多径检测结果(包括无效性判定条件)来计算自身设备的位置。例如，在基于多径检测结果选择要使用的卫星或要排除的卫星之后，定位计算单元123可以通过使用来自被选择为要使用的卫星的接收卫星的观测数据以及在将可靠性赋予给观测数据时赋予给观测数据的可靠性来执行预定的定位计算，并计算自身设备的位置。注意，现有技术可以用于基于观测数据的定位计算和使用可靠性的定位计算。
注意，定位计算单元123不仅可以基于赋予给多径检测结果的无效性判定条件(本示例性实施例中，基于接收卫星的阻挡度的判定条件)而且可以基于其上执行定位计算的卫星的数量、或者每个接收卫星的排列的有效性来判定要使用的卫星或要排除的卫星。
通常，卫星定位需要计算位置(x，y，z)和时间(t)的四个变量，并且至少需要四个接收卫星。因此，在判定是否可以充分地确保可以在其上执行定位计算的卫星的数量(例如，四个或更多个不是多径的接收卫星)之后，可以排除被判定为多径的接收卫星。
另外，当对可以在其上执行定位计算的卫星的数量进行计数时，定位计算单元123可以进一步判定卫星排列的优劣，即，精度稀释(dop)是否为可接受的值(不超过预定阈值)。在此，作为dop，有精度的几何稀释(gdop)、精度的位置稀释(pdop)、精度的水平稀释(hdop)、精度的垂直稀释(vdop)等。定位计算单元123可以执行上述判定，例如，其中这些dop中的每一种不超过预定阈值并且不是多径的接收卫星的数量为“可以在其上执行定位计算的卫星的数量”。
在下文中，描述了在以下三个条件被用作卫星排除条件的情况下判定要排除的卫星的方法的示例：(1)可以在其上执行定位计算的卫星的数量(不包括多径的接收卫星的数量)，(2)卫星排列的优劣(dop)，以及(3)阻挡度。例如，在满足条件(1)和(2)的卫星的数量足够大的情况下，定位计算单元123可以从满足条件(1)和(2)的范围内的由条件(3)指示的具有高排除优先级的卫星中依次判定要被排除的卫星。通过以这种方式排除成为精度降低的原因的卫星，可以提高定位位置精度。
另外，例如，在满足条件(1)和(2)的卫星数量不足的情况下，定位计算单元123可以以条件(3)指示的排除优先级的相反顺序(升序)添加要使用的卫星，直到满足条件(1)和(2)为止。以这种方式，通过仅假设多径影响小的卫星的额外利用，确保了定位位置精度，同时确保了可用性。
注意，尽管在图5中示出了移动体1中的位置检测设备10a包括定位单元102的示例，但是定位单元102可以包括在例如外部服务器等中。在那种情况下，位置检测设备10a可以包括通信单元(未示出)，而不是那些处理单元，该通信单元将来自每个接收卫星的观测数据或来自成像单元104的图像数据发送至服务器，并从服务器接收定位位置(自身设备位置)作为基于这些的定位计算结果。
接下来，将描述本示例性实施例的操作。图11是示出本示例性实施例的位置检测设备10a的操作示例的序列图。注意，在图11中，位置检测设备10a的操作大致被划分为三部分，即，观测数据接收单元101进行的观测数据接收过程、成像单元104和图像数据获取单元103a进行的外部数据获取过程以及定位单元102的定位过程。然而，过程的划分方式是示例而不是限制。
在图11所示的示例中，观测数据接收单元101接收每个卫星2的gnss信号并获取观测数据(步骤s201)。所获取的观测数据组被输入到定位单元102(更具体地，多径检测单元121和定位计算单元123)。
此外，成像单元104根据来自图像数据获取单元103a的指令获取自身设备的周围环境的图像数据(步骤s202a)。所获取的图像数据被输入到图像数据获取单元103a。
当输入图像数据时，图像数据获取单元103a分析图像数据并识别自身设备中的阻挡范围(步骤s203a)。识别出的阻挡范围作为外部数据分析结果输入到定位单元102(更具体地，多径检测单元121)。这里，图像数据获取单元103a可以按时间序列保存预定量的图像数据。通过除了使用获取的图像数据之外还使用保存的图像数据，可以抓取更宽的环境。此外，图像数据获取单元103a可以在分析所获取的图像数据时识别非阻挡范围，并且预先限制用于抓取图像中的环境的范围。
接下来，当输入观测数据组和阻挡范围时，多径检测单元121基于观测数据组和作为外部数据分析结果的阻挡范围来检测观测数据组中的多径(步骤s204a)。
当多径检测单元121结束多径检测时，无效性判定条件赋予单元122基于多径检测结果和用于多径检测的外部数据分析结果，将无效性判定条件赋予给多径检测结果(步骤s205a)。
接下来，定位计算单元123以观测数据组和多径检测结果(包括无效性判定条件)作为输入来执行定位计算(步骤s206a)。在步骤s206a中，在通过使用多径检测结果来执行要使用的卫星的选择或观测数据的加权之后，定位计算单元123基于来自要使用的卫星的观测数据来执行定位计算。最后，定位计算单元123输出作为定位计算的结果而获取的定位位置，并将该定位位置反映为自身设备的当前位置(步骤s207a)。
注意，在上面，步骤s203a中的图像分析处理，步骤s204a至s205a中的多径检测处理以及步骤s206a中的定位计算处理可以由外部服务器或不同的过程(诸如，用于图像的处理设备或用于定位计算的处理设备)执行。以这种方式，通过分布处理(诸如，通过将图像处理或算术处理分离到移动体1中包括的gnss接收器或相机设备或使用定位位置的应用)，可以减少移动体1上的处理负荷。
以这种方式，根据本示例性实施例，由于使用了由自身设备中包括的相机设备拍摄的图像数据，因此可以实时抓取周围环境并且可以更准确地检测多径。结果，可以更准确地检测移动体的当前位置。另外，根据本示例性实施例，通过将无效性判定条件赋予给多径检测结果，可以适当地选择用于定位计算的卫星的数量或观测数据，或者在后级中由定位计算单元适当地设置观测数据的权重等。因此，可以在确保可用性的同时确保定位精度。
第二示例性实施例
图12是示出第二示例性实施例的位置检测设备10b的配置示例的框图。图12所示的位置检测设备10b与图5所示的第一示例性实施例的位置检测设备10a的不同之处在于，包括地图数据获取单元103b而不是图像数据获取单元103a，以及在于包括地图数据存储单元105而不是成像单元104。
在本示例中，地图数据获取单元103b对应于外部数据获取单元13，并且地图数据存储单元105对应于上述外部数据系统20的移动体侧功能中的地图数据存储设备15。
地图数据存储单元105存储三维地图数据。存储在地图数据存储单元105中的地图数据至少包括静态信息，该静态信息指示可以作为gnss信号的阻挡物体并且诸如是主要建筑物、山脉或树木的地表物体的位置和大小(诸如，宽度和高度)。地图数据可以是例如称为动态地图的高精度三维数字地图数据。
地图数据获取单元103b从地图数据存储单元105读取地表物体的信息(位置和大小)，并且基于所读取的地表物体的信息来识别由于阻挡物体而引起的阻挡范围。例如，地图数据获取单元103b可以将以定位位置(自身设备的当前位置)为中心的预定范围(例如，半径为r或更小，高度为h或以上)内的地表物体视为阻挡物体，并从被视为阻挡物体的地表物体的信息(位置和大小)和自身设备的当前位置中识别出由于每个阻挡物体所引起的阻挡范围。从地表物体(阻挡物体)的位置和大小以及自身设备的位置识别由于阻挡物体引起的阻挡范围的方法可以类似于第一示例性实施例中的方法。
另外，在已经从每条观测数据中获取了每个接收卫星的位置的情况下，地图数据获取单元103b可以基于该位置准备要读取的地表物体的信息的量。例如，地图数据获取单元103b可以不读取半径r的范围内不存在接收卫星的方向(预定角度范围)上的地表物体的信息。
接下来，将描述本示例性实施例的操作。图13是示出本示例性实施例的位置检测设备10b的操作示例的序列图。注意，在图13中，位置检测设备10b的操作大致被划分为三部分，即，观测数据接收单元101进行的观测数据接收过程、地图数据存储单元105和地图数据获取单元103b进行的外部数据获取过程、定位单元102进行定位过程。然而，过程的划分方式是示例，而不是限制。
在图13所示的示例中，观测数据接收单元101首先接收每个卫星2的gnss信号并获取观测数据(步骤s201)。所获取的观测数据组被输入到定位单元102(更具体地，多径检测单元121和定位计算单元123)。
接下来，定位计算单元123以观测数据组作为输入基于观测数据组来执行定位计算(步骤s202b)。作为定位计算的结果而获取的定位位置被输入到地图数据获取单元103b。这里，接收卫星的位置信息可以一起输入。
注意，代替步骤s202b中的定位计算，定位计算单元123(或不同的处理单元)可以执行根据最新定位位置来估计最新自身设备位置的处理。在那种情况下，可以根据反映了先前的多径检测结果的定位位置来估计最新的自身设备位置。
此外，当输入本站的位置时，地图数据获取单元103b从地图数据存储单元105获取自身设备周围的某个地表物体的信息(步骤s203b：读取地图数据)。然后，地图数据获取单元103b分析所读取的信息，并且识别自身设备中的阻挡范围(步骤s204b)。识别出的阻挡范围作为外部数据分析结果输入到定位单元102(更具体地，多径检测单元121)。
接下来，当输入观测数据组和阻挡范围时，多径检测单元121基于观测数据组和阻挡范围来检测观测数据组中的多径(步骤s205b)。另外，在此，无效性判定条件赋予单元122基于多径检测结果和用于检测多径的外部数据分析结果，将无效性判定条件赋予给多径检测结果。
接下来，判定多径的存在/不存在(步骤s206b)。当检测到多径时(步骤s206b中为是)，定位计算单元123通过使用多径的检测结果再次执行定位计算(步骤s207b：重新计算)。这里，在基于多径检测结果来执行要使用的卫星的选择、观测数据的加权等之后，定位计算单元123优选地基于来自要使用的卫星的观测数据来执行定位计算。
最后，定位计算单元123输出作为定位计算的结果而获取的定位位置，并将该定位位置反映为自身设备的当前位置(步骤s208b)。在步骤s208b中，定位计算单元123优选地在执行重新计算的情况下输出重新计算的计算结果，否则在步骤s202b中输出计算结果。
如上所述，根据本示例性实施例，由于可以通过使用地图数据来抓取更广范围内的各种环境，因此可以更准确地检测多径。结果，可以更准确地检测移动体的当前位置。注意，其他点与第一示例性实施例的那些点相似。
第三示例性实施例
图14是示出第三示例性实施例的位置检测设备10c的配置示例的框图。图14所示的位置检测设备10c与图5所示的第一示例性实施例的位置检测设备10a的不同之处在于，包括不同站观测数据获取单元103c，而不是图像数据获取单元103a，以及包括通信单元106而不是成像单元104。
在本示例中，不同站观测数据获取单元103c对应于外部数据获取单元13，并且通信单元106对应于上述外部数据系统20的移动体侧功能中的另一方通信if16。
通信单元106经由通信网络30与不同的接收站40(以下称为不同站)进行通信。例如，通信单元106可以与作为不同站的不同的移动体(例如，车辆或移动终端)进行通信。另外，例如，通信单元106可以与除作为不同站的移动体之外的接收站(诸如电子参考点)进行通信。在下文中，在移动体之间执行的通信可以被称为车辆到车辆(v2v)通信。另外，存在将在移动体与移动体以外的设备之间执行的通信被称为“车辆到一切(v2x)”通信的情况。
只要能够与本站通信并且具有卫星接收功能(gnss接收器)，就不特别限制不同站。当将电子参考点用作不同站时，可以在天空开阔的良好环境中获取在固定点获取的高质量观测数据。另外，当将移动终端用作不同站时，可以获取许多点处的观测数据。
不同站观测数据获取单元103c经由自身设备中包括的通信单元106与一个或多个不同站进行通信，并且从每个不同站获取(接收)作为预定观测数据的不同站观测数据，该预定观测数据是从在不同站中接收到的gnss信号(接收信号)获取的。在此，对不同站观测数据没有特别限定，该数据只要是通过不同站对接收信号的分析而获取的即可。作为示例，可以包括不同站的位置信息，和到不同站中到接收卫星的伪距离或可以识别伪距离的信息。另外，不同站观测数据可以包括指示不同站中的卫星观测状态的信息(诸如，接收信号强度、多径判定结果和周围环境抓取结果)。
在下文中，将作为示例描述获取如下数据作为不同站观测数据的情况：该数据包括指示不同站的位置的位置信息，以及指示从不同站到在该不同基站中检测到的每个接收卫星的伪距离(基于接收信号的传播时间的接收站与本站(在这种情况下，不同站)之间的距离)的伪距离信息。注意，移动体1可以与不同站相互交换不同站观测数据，并且共享位置信息和伪距离信息。注意，不同站观测数据可以具有与本站观测数据相似的数据结构。在这种情况下，不同站观测数据获取单元103c优选地分析从某个不同站获取的不同站观测数据组，即，来自该不同站的接收卫星的观测数据组，并识别到每个接收卫星的伪距离或不同站的当前位置，而不是上述位置信息和伪距离信息。
本示例性实施例的多径检测单元121基于观测数据组和包括不同站的位置信息和伪距离信息的不同站观测数据来检测多径。更具体地，本示例性实施例的多径检测单元121通过评估从不同站的位置到本站的每个接收卫星的伪距离的概率和到每个接收站的伪距离的概率，来检测来自每个接收卫星的观测数据的多径，位置和距离由通过v2v或v2x通信获取的不同站观测数据指示。
图15是用于描述到接收卫星的伪距离的概率的评估概要的图。在图15中，图示移动体1a和移动体1b将本站的位置信息和伪距离信息作为不同站观测数据共享的示例，该信息是基于来自卫星2(s1至s4)的观测数据而获取的。结果，如图15所示，在移动体1a中，针对来自接收卫星s4的观测数据检测多径。
图16是用于描述基于不同站的位置信息和伪距离信息的多径检测方法的示例的视图。多径检测单元121可以通过以以下方式使用不同站v1的位置信息和伪距离信息来判定来自要判定的卫星(在本示例中为接收卫星s1)的观测数据是否为多径。
首先，基于每一个的位置信息来计算作为本站的移动体1与从中获取了不同站观测数据的不同站v1之间的距离da(参照图16(a))。
然后，计算从不同站v1到要判定的卫星的矢量和从不同站v1到本站的矢量所形成的角度α，并且基于其结果来计算本站和要判定的卫星之间的距离de(图16(a))。
最后，将计算出的距离de与到要判定的卫星的距离(伪距离)dz进行比较，该距离dz是基于来自要判定的卫星的接收信号来识别的，并且基于差|dz-de|(图16(b))判定是否存在多径。如图16(b)所示，在本站与要判定的卫星之间存在阻挡物体的情况下，dz＞de的可能性高。因此，当差|dz-de|等于或小于预定阈值时，多径检测单元121可以判定不存在多径，并且当预定阈值被超过时判定存在多径。在下文中，存在将该差称为伪距离差dff的情况。在下文中，以被视为由本站识别的伪距离(估计距离)中的误差量的差来判定多径，该误差量基于不同站观测数据来识别。
注意，当仅存在从其获取不同站观测数据的一个不同站时，在用于计算到要在该不同站中判定的卫星的距离的观测数据中还包括多径的情况下，不能进行准确的判定。因此，优选的是，存在多个不同站，从这些站获取不同站观测数据，或者该不同站是不生成多径的环境下的电子参考点。然而，当到不同站的距离过长时，存在不同误差因数或距离da的计算误差中的影响差变大的可能性。因此，从其获取不同站观测数据的不同站优选地不太远。
另外，本示例性实施例的无效性判定条件赋予单元122基于多径检测单元121的多径检测结果和每个接收卫星的伪距离差，至少向被判定为多径的观测数据赋予无效性判定条件，其中该伪距离差在检测多径时计算的。例如，无效性判定条件赋予单元122可以以随着每个接收卫星的伪距离差变大而排除优先级变高的方式来识别观测数据的排除优先级。
图17是用于描述基于伪距离差的多径检测结果和排除优先级的示例的图。在图17所示的示例中，针对四个卫星(s1至s4)的每一个，示出了基于伪距离差的多径检测结果和排除优先级。注意，本示例中的伪距离差的阈值是6m。在本示例中，由于伪距离差s1dff＝5m并且等于或小于阈值，因此判定接收卫星s1不具有多径。由于伪距离差(s2dff、s3dff和s4dff)分别为30m、14m和7m，并且超过阈值，因此判定其他接收卫星s2至s4具有多径。
另外，在图17中，指示出由于接收卫星之间的伪距离差的大小关系为s1＜s4＜s3＜s2，所以将排除优先级判定为s2→s3→s4→s1。注意，以上表示s2是最大可能被排除的，而s1是最小可能被排除的。
本示例性实施例的定位计算单元123基于由观测数据接收单元101获取的观测数据组(来自每个接收卫星的观测数据)来计算自身的设备位置。此外，在多径检测结果是从多径检测单元121获取的情况下，定位计算单元123基于观测数据组和多径检测结果(包括无效性判定条件)来计算自身设备的位置。
注意，同样在本示例性实施例中，定位计算单元123不仅可以基于赋予给多径检测结果的无效性判定条件(在本示例性实施例中，基于接收卫星的伪距离差条件的判定条件)还可以基于在其上执行定位计算的卫星的数量或每个接收卫星的排列的有效性来判定要使用的卫星或要排除的卫星。基于这些来判定要使用的卫星或要排除的卫星的方法可以基本上类似于第一示例性实施例中的方法。然而，在本示例性实施例中，上述(3)阻挡度被读取为(3)伪距离差。
接下来，将描述本示例性实施例的操作。图18是示出本示例性实施例的位置检测设备10c的操作示例的序列图。注意，本示例性实施例的位置检测设备10c基本上类似于第一示例性实施例的位置检测设备10a和第二示例性实施例的位置检测设备10b。然而，获取外部数据的处理、基于所获取的外部数据检测多径的处理以及接收多径检测结果并赋予无效性判定条件的处理的内容是不同的。
在图18所示的示例中，观测数据接收单元101首先接收每个卫星2的gnss信号，并获取观测数据(步骤s201)。所获取的观测数据组被输入到定位单元102(更具体地，多径检测单元121和定位计算单元123)。
接下来，定位计算单元123以观测数据组作为输入基于观测数据组来执行定位计算(步骤s202c)。作为定位计算的结果而获取的定位位置被输入到地图数据获取单元103b。这里，接收卫星的位置信息可以一起输入到地图数据获取单元103b。注意，同样在本示例中，定位计算单元123(或不同的处理单元)可以执行从最新定位位置估计最新自身设备位置的处理，而不是在步骤s202c中进行定位计算。
另外，当输入本站的位置时，不同站观测数据获取单元103c与一个或多个不同站进行通信，并获取不同站中的观测数据(不同站观测数据)(步骤s203c)。在此，不同站观测数据获取单元103c可以根据本站与不同站之间的距离、用于通信的无线信号的信号强度、通过不同方式的组合获取的周围环境抓取的状态等来判定通信的存在/不存在、通信伙伴或其数量(步骤s204c)。通过增加这种判定处理来减少通信量。由不同站观测数据获取单元103c获取的不同站观测数据被输入到定位单元102(更具体地，多径检测单元121)，作为在不同站中周围环境抓取的分析结果。
当输入观测数据组和一条或多条不同站观测数据时，多径检测单元121基于观测数据组和不同站观测数据来检测观测数据组中的多径(步骤s205c)。另外，在此，无效性判定条件赋予单元122基于多径检测结果和用于检测多径的外部数据分析结果，将无效性判定条件赋予给多径检测结果。
后续处理的流程可以类似于第二示例性实施例的步骤s205b中和之后的流程。
如上所述，根据本示例性实施例，通过使用不同的接收站中的观测数据，不仅可以抓取更广范围的环境，而且还可以取决于交换数据的内容容易地扩展数据的应用范围，从而可以更准确地检测多径。结果，可以更准确地检测移动体的当前位置。
第四示例性实施例
图19是示出第四示例性实施例的位置检测设备10d的配置示例的框图。图19所示的位置检测设备10d是将上述示例性实施例的位置检测设备10a至位置检测设备10c组合在一起的示例。
在本示例性实施例中，多径检测单元121以由观测数据接收单元101接收的观测数据组、基于由图像数据获取单元103a获取的图像数据的阻挡范围、基于由地图数据获取单元103b获取的地图数据的阻挡范围以及由不同站观测数据获取单元103c获取的不同站观测数据组为基础，检测本站的观测数据的多径。
例如，多径检测单元121可以使用从图像数据和地图数据中识别出的阻挡范围来执行多径判定，并且使用基于不同站观测数据计算出的伪距差来执行多径判定，并从其结果检测多径。例如，多径检测单元121可以将通过任何一种方法被判定为多径的观测数据判定为多径。
另外，无效性判定条件赋予单元122可以以基于从图像数据和地图数据识别出的阻挡范围而识别出的阻挡度以及从不同站观测数据识别出的伪距离差为基础，将无效性判定条件赋予给多径检测结果。
图20是用于描述本示例性实施例的无效性判定条件赋予单元122的排除优先级赋予结果的示例的视图。如图20所示，无效性判定条件赋予单元122可以基于阻挡度和伪距离差，对每条观测数据的无效性的程度(这里，不是多径的确定性因子)进行评分，并且可以基于分数(无效性判定分数)来赋予无效性判定条件。
注意，在图20(a)中，示出了从本示例的观测数据识别出的作为接收卫星的四个卫星(s1至s4)的位置。此外，在图20(b)中，示出了由于三个阻挡物体(b1至b3)而导致的阻挡范围，该三个阻挡物体是从本示例的图像数据和地图数据识别出的阻挡物体。在本示例中，每个接收卫星si的位置
-接收卫星s1的位置p1＝(185，38)
-接收卫星s2的位置p2＝(43，85)
-接收卫星s3的位置p3＝(300，67)
-接收卫星s4的位置p4＝(277，65)
-由于阻挡对象b1而导致的阻挡范围r1＝((180，190)，(0，65))
-由于阻挡对象b2而导致的阻挡范围r2＝((45，80)，(0，50))
-由于阻挡对象b2而导致的阻挡范围r3＝((270，320)，(0，70))
另外，在图20(c)中，示出了从本示例的不同站观测数据识别出的每个接收卫星的伪距离差。在本示例中，每个接收卫星si的伪距离差sidff如下。
-接收卫星s1的伪距离差s1dff＝65
-接收卫星s2的伪距差s2dff＝5
-接收卫星s3的伪距离差s3dff＝35
-接收卫星s4的伪距离差s4dff＝20
根据以上内容，在图20(d)中示出了阻挡度评分的结果的示例和伪距离差评分的结果的示例。
可以例如通过针对方位角θ和仰角
(方位角θ的评分)
-如果siθ>bjθmax或bjθmin>siθ，
θ分数＝0
-如果bjθmax>siθ>bjθmin，
θ分数＝min(bjθmax-siθ，siθ-bjθmin，10)
...(2)
(仰角
-如果
-如果
...(3)
另外，可以例如通过利用以下表达式(4)来执行伪距离差的评分。这里，i＝1至4。而且，thdff是伪距离差的阈值，并且在本示例中为50[m]。注意，表达式(4)指示当卫星的伪距离差等于或小于阈值时，以阈值的1/10的比例对差值评分，并且当超过阈值时，将差值设置为最大值10。注意，在本示例中，将θ分数、
(伪距离差dff的评分)
-如果sidff≤thdff，
则dff分数＝sidff/thdff×10
-如果sidff>thdff，
则dff分数＝10
···(4)
在本示例中，以下是每个接收卫星的θ分数、
-s1：θ分数＝5，
-s2：θ分数＝0，
-s3：θ分数＝10，
-s4：θ分数＝7，
在图20(e)中，示出了本示例中的每个接收卫星的无效性判定分数、多径判定结果和排除优先级。注意，通过使用以下表达式(5)来计算无效性判定分数。在图20(e)所示的示例中，由于图像数据的分析结果指示接收卫星s1与某个阻挡物体具有阻挡关系，因此判定存在多径。另外，接收卫星s2不包括在由图像数据的分析结果和地图数据的分析结果指示的任何阻挡物体的阻挡范围内，并且伪距离差在阈值以内。因此，判定不存在多径。此外，由于图像数据和地图数据的分析结果指示接收卫星s3与某个阻挡物体具有阻挡关系，因此判定存在多径。另外，由于地图数据的分析结果指示，尽管伪距离差未超过阈值，但接收卫星s4与某个阻挡物体具有阻挡关系，因此判定存在多径。
此外，在本示例中，由于接收卫星的无效性判定分数之间的大小关系为s1>s3>s4>s2，因此排除优先级被判定为s1→s3→s4→s2。
注意，也可以通过多径检测单元121来计算无效性判定分数。
本示例性实施例的定位计算单元123基于由观测数据接收单元101获取的观测数据组(来自每个接收卫星的观测数据)来计算自身设备位置。此外，在多径检测结果是从多径检测单元121获取的情况下时，定位计算单元123基于观测数据组和多径检测结果(包括无效性判定条件)来计算自身设备的位置。
同样在本示例性实施例中，定位计算单元123不仅可以基于赋予给多径检测结果的无效性判定条件(在本示例性实施例中，基于无效性判定分数的排除优先级)也可以基于在其上可以执行定位计算的卫星的数量或者每个接收卫星的排列的有效性来判定要使用的卫星或要排除的卫星。基于这些来判定要使用的卫星或要排除的卫星的方法可以基本上类似于第一示例性实施例中的方法。然而，在本示例性实施例中，将上述(3)阻挡度读取为(3)排除优先级。
接下来，将描述本示例性实施例的操作。图21是示出本示例性实施例的位置检测设备10d的操作示例的序列图。
在图21所示的示例中，观测数据接收单元101接收每个卫星2的gnss信号并获取观测数据(步骤s201)。所获取的观测数据组被输入到定位单元102(更具体地，多径检测单元121和定位计算单元123)。
同样在本示例中，成像单元104根据来自图像数据获取单元103a的指令获取自身设备的周围环境的图像数据(步骤s202a)。所获取的图像数据被输入到图像数据获取单元103a。
当输入图像数据时，图像数据获取单元103a分析图像数据并识别自身设备的阻挡范围(步骤s203a)。识别出的阻挡范围作为基于图像数据的分析结果被输出到定位单元102(更具体地，多径检测单元121)。
此外，输入了观测数据组的定位计算单元123基于观测数据组来执行定位计算(步骤s204d)。作为定位计算的结果而获取的定位位置被输出到地图数据获取单元103b和不同站观测数据获取单元103c。这里，接收卫星的位置信息可以一起输入。
注意，代替步骤s204d中的定位计算，定位计算单元123(或不同的处理单元)可以执行根据最新的定位位置来估计最新的自身设备位置的处理。在那种情况下，可以根据反映了先前的多径检测结果的定位位置来估计最新的自身设备位置。
此外，当输入本站的位置时，地图数据获取单元103b从地图数据存储单元105获取自身设备周围的某个地表物体的信息(步骤s203b：地图数据的读取)。然后，地图数据获取单元103b分析所读取的信息，并且识别自身设备的阻挡范围(步骤s204b)。识别出的阻挡范围作为基于地图数据的分析结果输入到定位单元102(更具体地，多径检测单元121)。
另外，当输入本站的位置时，不同站观测数据获取单元103c与一个或多个不同站进行通信，并获取不同站中的观测数据(不同站观测数据)(步骤s203c)。将由不同站观测数据获取单元103c获取的不同站观测数据输入到定位单元102(更具体地，多径检测单元121)，作为不同站中周围环境抓取的分析结果(步骤s204c)。
接下来，当输入本站的观测数据组、基于图像数据的阻挡范围、基于地图数据的阻挡范围和不同站观测数据时，多径检测单元121基于这些来检测观测数据组中的多径(步骤s205d)。另外，在此，无效性判定条件赋予单元122基于多径检测结果和用于检测多径的外部数据分析结果，将无效性判定条件赋予给多径检测结果。
注意，后续处理的流程与第二示例性实施例的步骤s205b及其之后的流程类似。
如上所述，根据本示例性实施例，可以使用基于通过三种方法获取的多条外部数据的分析结果。因此，可以更准确地检测多径。结果，可以更准确地检测移动体的当前位置。
另外，在上面，已经描述了基于通过三种方法获取的多条外部数据的分析结果被用于多径检测和排除优先级的赋予的示例。但是，基于这三种方法的多条外部数据的使用方法不限于此。
例如，可以通过利用基于图像数据或地图数据的从每个接收卫星的方位角分数(θ分数)和仰角分数(φ分数)获取的无效性判定分数(＝θ分数+φ分数)来选择v2v通信的对象。例如，在本站中存在无效性判定分数低的接收卫星的情况下，也可以通过查询等来搜索或识别该接收卫星的无效性判定分数高的不同站，并可以从不同站接收与该接收卫星有关的数据。以这种方式，通过基于彼此的周围环境(阻挡度)选择从其获取不同站观测数据的伙伴，可以防止在接收环境差的站之间评估伪距离差。另外，可以防止无用的通信负荷。
另外，尽管上面已经描述了使用所有三种方法的示例，但是也可以通过组合三种方法中的任何两种来执行类似的处理。例如，通过将根据图像数据的周围环境抓取与根据地图数据的周围环境抓取相结合，可以使用来自地图数据的宽范围内的地表物体的信息和来自图像数据的地表物体的实时信息。因此，可以更准确地抓取周围环境。
此外，例如，通过将根据图像数据的周围环境抓取与根据不同站通信的周围环境抓取相结合，可以通过基于根据图像数据的周围环境抓取结果来选择通信伙伴，从而在减少不必要的通信负荷的同时实现更准确的周围环境抓取。另外，通过基于不同的视点的分析结果执行多径检测，从而可以更准确地检测多径，所述不同视点是阻挡度和伪距离差。注意，这同样适用于使用地图数据代替图像数据的情况。
另外，在结合所有三种方法的情况下，可以在减少不必要的通信负荷的同时实现更精确的周围环境抓取，并且可以更准确地检测多径。
注意，在本发明中，对移动体的种类等没有特别限制，只要目的是检测位置不固定的移动体的位置即可。以上，车辆被示例为移动体。但是，也可以例如通过使用由人持有的移动终端的gnss接收器来检测该人的位置。在这种情况下，例如，可以将网络上的地图数据用作地图数据。另外，也可以使用诸如lte的通信手段作为实现v2v或v2x的手段。
另外，如上所述，本发明的位置检测方法可以在移动体1内完成，或者可以通过利用诸如服务器之类的网络资源来分布处理。另外，作为使用服务器等的方式，可以汇总针对每个接收卫星的每个移动体的观测数据的分数或条数。在这种情况下，每个移动体可以从服务器中汇总的多条信息中选择并获取最合适的信息作为不同站观测数据。此时，移动体可以将本站的观测数据发送到服务器，并且可以在服务器中执行伪距离差的计算、或者基于伪距离差的多径检测或排除优先级的赋予。
另外，图22是示出根据本发明的每个示例性实施例的计算机的配置示例的示意性框图。计算机1000包括cpu1001、主存储设备1002、辅助存储设备1003、接口1004、显示设备1005和输入设备1006。
上述每个示例性实施例的位置检测设备、或者包括在卫星定位系统中的服务器、不同设备等可以安装在计算机1000中。在这种情况下，每个设备的操作可以以程序的形式存储在辅助存储设备1003中。cpu1001从辅助存储设备1003读取程序，在主存储设备1002中扩展程序，并根据该程序执行每个示例性实施例中的预定处理。注意，cpu1001是根据程序进行操作的信息处理设备的示例。除了中央处理单元(cpu)之外，例如，可以包括微处理单元(mpu)、存储器控制单元(mcu)、图形处理单元(gpu)等。
辅助存储设备1003是非暂时性有形介质的示例。非暂时性有形介质的其他示例包括通过接口1004连接的磁盘、磁光盘、cd-rom、dvd-rom、半导体存储器等。此外，在该程序通过通信线路被分发到计算机1000的情况下，接收到分发的计算机1000可以在主存储设备1002中扩展程序并执行每个示例性实施例中的预定处理。
而且，该程序可以是实现每个示例性实施例中的预定处理的一部分。此外，该程序可以是与已经存储在辅助存储设备1003中的不同程序结合实现在每个示例性实施例中的预定处理的差异程序。
接口1004向不同设备发送信息/从不同设备接收信息。此外，显示设备1005向用户呈现信息。另外，输入设备1006从用户接收信息的输入。
另外，取决于示例性实施例中的处理内容，可以省略计算机1000的一部分元件。例如，当计算机1000不向用户呈现信息时，可以省略显示设备1005。例如，当计算机1000未接收到来自用户的信息输入时，可以省略输入设备1006。
而且，上述每个示例性实施例的每个组件的一部分或全部由通用或专用电路、处理器等或其组合来执行。这些可以由单个芯片配置，或者可以由通过总线连接的多个芯片配置。另外，上述各示例性实施例中的每个组件的一部分或全部可以通过上述电路等与程序的组合来实现。
在通过多个信息处理设备、电路等来实现每个上述示例性实施例的每个组件的一部分或全部的情况下，可以将多个信息处理设备、电路等共同地排列或分散排列。例如，信息处理设备、电路等可以以通过通信网络连接的形式来实现，该形式例如是客户端和服务器系统或云计算系统。
接下来，将描述本发明的概述。图23是示出本发明的多径检测设备的概要的框图。图23所示的多径检测设备包括外部数据获取装置61和多径检测装置62。
外部数据获取装置61(诸如，外部数据获取单元13、图像数据获取单元103a、地图数据获取单元103b或不同站观测数据获取单元103c)获取作为除从包括在移动体中的gnss接收器接收的gnss信号获取的观测数据以外的预定数据的外部数据。
多径检测装置62(诸如，多径检测单元121)通过基于针对移动体中的gnss信号的阻挡范围或作为除移动体之外的接收器的不同站中的gnss信号的观测状态来判定观测数据是否为多径而检测多径，阻挡范围或观测状态是通过分析外部数据而获取的。
通过这种配置，可以针对由移动体观测到的观测数据高精度地检测多径。
另外，图24是示出本发明的移动体定位系统的概要的框图。除了上述外部数据获取装置61和多径检测装置62之外，图24所示的移动体定位系统进一步包括gnss接收器63和定位计算装置64。注意，如图25所示，可以进一步包括无效性判定条件赋予装置621和外部数据分析装置65。图25是示出本发明的移动体定位系统的不同示例的框图。
gnss接收器63(诸如，gnss接收器11或观测数据接收单元101)被设置在移动体中，接收从一个或多个卫星中的每一个卫星发送的gnss信号，并获取与每个卫星相对应的观测数据。
定位计算装置64(诸如，定位单元12或定位计算单元123)在基于多径检测装置62的多径检测结果选择要使用的卫星或要排除的卫星之后执行定位计算。
无效性判定条件赋予装置621(诸如，无效性判定条件赋予单元122)至少向观测数据组中包括的并且判定为多径的观测数据赋予作为观测数据无效性的判定条件的预定指标。
外部数据分析装置65(诸如，外部数据获取单元13、图像数据获取单元103a或地图数据获取单元103b的一部分或不同站观测数据获取单元103c的一部分)对外部数据进行分析，并识别针对移动体中的gnss信号的阻挡范围或在作为除移动体的接收站的不同站中的gnss信号的观测状态。
通过这样的结构，即使针对不能总是获取高精度的位置信息或最新的地图数据的移动体观测到的观测数据，也可以高精度地检测多径。结果，可以高精度地检测出移动体的自身设备位置。
注意，可以以以下附记的方式描述以上示例性实施例，但是不限于以下配置。
(附记1)一种移动体定位系统，包括：gnss接收器，该gnss接收器包括在移动体中，并且接收从一个或多个卫星中的每一个发送的gnss信号，并获取与卫星中的每一个相对应的观测数据；外部数据获取装置，该外部数据获取装置获取作为除了观测数据之外的预定数据的外部数据；多径检测装置，该多径检测装置针对观测数据组检测多径，该观测数据组是用于定位计算以识别移动体的位置的多条观测数据的集合并且是分别从一个或多个卫星的gnss信号获取的多条观测数据的集合；以及定位计算装置，该定位计算装置在基于多径检测的结果来选择要使用的卫星和要排除的卫星之后执行定位计算，其中，多径检测装置通过基于针对移动体中的gnss信号的阻挡范围或作为除了移动体之外的接收站的不同站中的gnss信号的观测状态判定观测数据是否为多径来检测多径，所述阻挡范围或观测状态是从外部数据的分析获取的。
(附记2)根据附记1的移动体定位系统，其中，多径检测装置包括无效性判定条件赋予装置，无效性判定条件赋予装置至少向包括在观测数据组中的并且被判定为多径的观测数据赋予作为观测数据无效性的判定条件的预定指标。
(附记3)根据附记1或附记2的移动体定位系统，其中，外部数据是由包括在所述移动体中的相机设备拍摄的图像数据、在移动体周围的预定范围内的三维地图数据、以及指示不同站中的gnss信号的观测状态的不同站观测数据中的至少任何一个。
(附记4)根据附记1至附记3中的任一项的移动体定位系统，进一步包括外部数据分析装置，该外部数据分析装置分析外部数据，并识别针对移动体中的gnss信号的阻挡范围或作为除移动体以外的接收站的不同站中的gnss信号的观测状态。
(附记5)根据附记3或附记4的移动体定位系统，其中，外部数据获取装置至少获取通过利用包括在移动体中的相机设备拍摄移动体的周围环境而获取的图像数据，并且多径检测装置通过依据基于在图像数据中捕获并通过图像数据的分析获取的地表物体的位置和大小以及移动体的位置而识别的阻挡范围判定观测数据是否为多径来检测多径。
(附记6)根据附记5的移动体定位系统，其中，外部数据获取装置获取由包括在移动体中的相机设备拍摄的时间序列图像数据。
(附记7)根据附记3至附记6中的任一项的移动体定位系统，其中，外部数据获取装置至少获取移动体周围的通过移动体的最新位置所识别的预定范围内的三维地图数据，并且多径检测装置通过依据基于存在于移动体周围的地表物体的位置和大小以及移动体的最新位置识别的阻挡范围判定观测数据是否为多径来检测多径，该位置和大小是由三维地图数据指示并通过三维地图数据的分析来获取的。
(附记8)根据附记3至附记7中的任一项的移动体定位系统，其中，外部数据获取装置与不同站进行通信并获取不同站观测数据，并且多径检测单元通过基于移动体与作为gnss信号的发送站的卫星之间的估计距离中的误差量判定观测数据是否为多径来检测多径，该误差量是基于通过对不同站观测数据的分析来获取的在不同站和卫星之间的估计距离以及在不同站与移动体之间的距离来识别的。
(附记9)根据附记1至附记8中的任一项的移动体定位系统，其中，外部数据获取装置获取以下各项当中的至少两种或更多种的外部数据：
由包括在移动体中的相机设备拍摄的图像数据，
移动体周围的预定范围内的三维地图数据，以及
指示不同站中的gnss信号的观测状态的不同站观测数据。
(附记10)一种多径检测装置，包括：外部数据获取装置，该外部数据获取装置获取外部数据，该外部数据是除了从由包括在移动体中的gnss接收器接收的gnss信号获取的观测数据之外的预定数据；以及多径检测装置，该多径检测装置通过基于针对移动体中的gnss信号的阻挡范围或作为除移动体之外的接收站的不同站中的gnss信号的观测状态判定观测数据是否为多径来检测多径，所述阻挡范围或所述观测状态是通过外部数据的分析获取的。
(附记11)，根据附记10的多径检测装置，进一步包括：无效性判定条件赋予装置，该无效性判定条件赋予装置基于用于多径的检测的信息向至少被判定为多径的观测数据赋予作为观测数据无效性的判定条件的预定指标。
(附记12)一种多径判定方法，包括：获取外部数据，该外部数据是除了从由包括在移动体中的gnss接收器接收的gnss信号获取的观测数据之外的预定数据；以及通过基于针对移动体中的gnss信号的阻挡范围或作为除移动体之外的接收站的不同站中的gnss信号的观测状态判定观测数据是否为多径来检测多径，所述阻挡范围或所述观测数据是通过外部数据的分析获取的，获取外部数据以及检测多径是由信息处理设备执行的。
(附记13)一种移动体定位方法，包括：获取观测数据，该观测数据是从gnss信号获取的，该gnss信号是从一个或多个卫星中的每一个发送的并由包括在移动体中的gnss接收器接收的，该观测数据是与每个卫星相对应的观测数据；获取作为除了观测数据之外的预定数据的外部数据；关于作为分别对应于卫星的多条观测数据的集合的观测数据组，通过基于针对移动体中的gnss信号的阻挡范围或作为除移动体之外的接收站的不同站中的gnss信号的观测状态判定观测数据组中的每条观测数据是否为多径来检测多径，所述阻挡范围或所述观测数据是通过外部数据的分析获取的；以及在基于多径检测的结果选择要使用的卫星或要排除的卫星之后执行定位计算，获取观测数据、获取外部数据、检测多径以及执行位置计算是由信息处理设备执行的。
(附记14)一种多径判定程序，该程序使计算机执行以下处理：获取外部数据，该外部数据是除了从由包括在移动体中的gnss接收器接收的gnss信号获取的观测数据之外的预定数据；以及基于针对移动体中的gnss信号的阻挡范围或作为除移动体之外的接收站的不同站中的gnss信号的观测状态来判定观测数据是否为多径，所述阻挡范围或所述观测状态是通过外部数据的分析获取的。
(附记15)一种移动体定位程序，该移动体定位程序使计算机执行以下处理：获取观测数据，该观测数据是从一个或多个卫星中的每一个发送的并且是由包括在移动体中的gnss接收器接收的gnss信号获取的，该观测数据是与卫星中的每一个相对应的观测数据；获取作为除了观测数据之外的预定数据的外部数据；关于作为分别对应于卫星的多条观测数据的集合的观测数据组，通过基于针对移动体中的gnss信号的阻挡范围或作为除移动体之外的接收站的不同站中的gnss信号的观测状态判定观测数据组中的每条观测数据是否为多径来检测多径，所述阻挡范围或所述观测数据是通过外部数据的分析获取的；以及在基于多径检测的结果选择要使用的卫星或要排除的卫星之后执行定位计算。
尽管已经参考当前示例性实施例和示例描述了本发明，但是本发明不限于以上示例性实施例和示例。针对本发明的配置或细节，可以在本发明的范围内做出本领域技术人员可以理解的各种修改。
本申请要求基于2018年3月9日提交的日本专利申请no.2018-42682的优先权，其全部公开内容合并于此。
工业适用性
本发明可以适用于通过使用卫星定位系统，检测移动体的位置。
参考标记列表
1、1a、1b移动体
2卫星
3电子参考点
4地图服务器
10位置检测设备
11gnss接收器
111gnss天线
12定位单元
121多径检测单元
122无效性判定条件赋予单元
123定位计算单元
13外部数据获取单元
14相机设备
15地图数据存储设备
16另一方通信if
17另一方通信天线
20外部数据系统
10a、10b、10c、10d位置检测设备
101观测数据接收单元
102定位单元
103a图像数据获取单元
103b地图数据获取单元
103c不同站观测数据获取单元
104成像单元
105地图数据存储单元
106通信单元
30通信网络
40接收站
1000计算机
1001cpu
1002主存储设备
1003辅助存储设备
1004接口
1005显示设备
1006输入设备
61外部数据获取装置
62多径检测装置
621无效性判定条件赋予装置
63gnss接收器
64定位计算装置
65外部数据分析装置
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