JP2007278881A - Mobile body-mounted positioning device and its positioning method - Google Patents

Mobile body-mounted positioning device and its positioning method Download PDF

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JP2007278881A JP2006106353A JP2006106353A JP2007278881A JP 2007278881 A JP2007278881 A JP 2007278881A JP 2006106353 A JP2006106353 A JP 2006106353A JP 2006106353 A JP2006106353 A JP 2006106353A JP 2007278881 A JP2007278881 A JP 2007278881A
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Naoto Hasegawa
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mobile body-mounted positioning device reduced in size and simplified by performing positioning computation only data from a GNSS satellite even when the number of satellite from which positioning data can be received is insufficient in the mobile body-mounted positioning device. <P>SOLUTION: When there is deficiency in the number of satellites from which the positioning data can be received, a current velocity vector of a vehicle 1 is estimated from the positioning data in the past, it is assumed that the vehicle 1 travels on a straight line 30 obtained by extending the velocity vector, and the positioning position of the vehicle 1 is specified using a distance ρ<SB>1</SB>between the GNSS satellite 20 and the vehicle 1 obtained from GNSS data. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、GNSS測位装置からの信号に基づいて移動体の座標を算出する装置及びその方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and a method for calculating coordinates of a moving body based on a signal from a GNSS positioning apparatus.

従来、自動車や航空機の測位システムとして、人工衛星を利用したGNSS(Global Navigation Satellite System)が採用されるようになってきている。このGNSSに用いられる人工衛星は、距離タイミングと正確な衛星位置のコード化されたデータ信号を送信する。そして、それぞれのGNSS衛星により送信されたコード化された信号が車両に搭載されたGNSS受信機に到達するそれぞれの時間を精密に測定することによって、GNSS受信機搭載車両の推定位置を得ることができる(例えば、特許文献1参照)。このGNSSを利用して地球上での三次元測位を行うには、測位演算によって解く必要のある未知数は時計誤差とx,y,zの座標の4つであることから、通常4つの衛星からのデータ信号を受信することが必要となる。   2. Description of the Related Art Conventionally, GNSS (Global Navigation Satellite System) using artificial satellites has been adopted as a positioning system for automobiles and aircraft. Artificial satellites used in this GNSS transmit coded data signals of distance timing and accurate satellite position. Then, the estimated position of the vehicle equipped with the GNSS receiver can be obtained by precisely measuring each time when the coded signal transmitted by each GNSS satellite reaches the GNSS receiver mounted on the vehicle. (For example, refer to Patent Document 1). In order to perform three-dimensional positioning on the earth using this GNSS, there are four unknowns that need to be solved by positioning calculation: clock error and x, y, z coordinates. It is necessary to receive the data signal.

一方、時計の誤差δt等が既知の場合は、測位位置の計算における未知数が1つ減少することから、測位に必要な衛星からのデータの数は1つ少なくてもすむ。この場合、図6に示すように地球上の車両1と3つの衛星20,21,22それぞれとの距離データρ,ρ,ρによって移動体1の測位計算をすることが可能となる。しかしながら、都市部、山間部などの障害物の多い地上で、データを受信できる衛星の数がさらに減少すると、測位位置データから解ける方程式の次数が低下してくることから、それを補うために、慣性航法測位方式との併用を行ったりしたりするなどの必要があった(例えば、特許文献2参照)。 On the other hand, if the clock error δt or the like is known, the number of unknowns in the calculation of the positioning position is reduced by one, so that the number of data from the satellite necessary for positioning can be reduced by one. In this case, as shown in FIG. 6, it is possible to calculate the positioning of the moving body 1 by using the distance data ρ 1 , ρ 2 , ρ 3 between the vehicle 1 on the earth and the three satellites 20, 21, 22 respectively. . However, if the number of satellites that can receive data further decreases on the ground with many obstacles such as urban areas and mountainous areas, the order of the equations that can be solved from the positioning position data will decrease. It has been necessary to use the inertial navigation positioning method together (for example, see Patent Document 2).

特開2001−56234号公報JP 2001-56234 A 特開昭61−137009号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-137090

しかし、上記のようにデータを受信することができるGNSS衛星の数が少なく、慣性航法などが必要になる期間は限定されており、この限定期間を過ぎればまた通常のGNSS衛星からのデータによって移動体の測位計算を行うことができる。このような限定期間の対応のために慣性航法装置、データ処理システムを搭載することは、移動体の座標算出のための装置が大型化、複雑化してしまうという問題があった。   However, as described above, the number of GNSS satellites that can receive data is small, and the period during which inertial navigation is required is limited. After this limited period, the GNSS satellite moves by data from a normal GNSS satellite. Body positioning calculation can be performed. Incorporation of an inertial navigation device and a data processing system for dealing with such a limited period has a problem that the device for calculating the coordinates of the moving body becomes large and complicated.

そこで、本発明の目的は、位置データを受信することが出来る衛星の数が不足している期間もGNSS衛星からのデータのみで測位演算をすることによって、移動体搭載の測位装置の小型化、単純化を図ることを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to reduce the size of a positioning device mounted on a mobile unit by performing positioning calculation using only data from a GNSS satellite even during a period when the number of satellites capable of receiving position data is insufficient. The purpose is to simplify.

本発明の移動体搭載測位装置は、GNSS衛星からの信号を受信する移動体に搭載されたGNSS受信部と、測位データを格納する前記移動体に搭載されたデータ記憶部と、前記GNSS受信部と前記データ記憶部からの信号を取り込み演算処理する演算部と、前記演算部に接続される出力部と、を備えた移動体搭載測位装置において、前記演算部は、前記データ記憶部に格納した過去の測位データに基づいて、前記移動体の推定速度ベクトルを計算し、前記推定速度ベクトルを延長した直線上に前記移動体の位置を限定して前記GNSS衛星からの受信信号に基づいて移動体の位置を計算する手段を有していること、を特徴とする。   A mobile unit-mounted positioning device according to the present invention includes a GNSS receiving unit mounted on a mobile unit that receives a signal from a GNSS satellite, a data storage unit mounted on the mobile unit that stores positioning data, and the GNSS receiving unit. And a calculation unit that takes in signals from the data storage unit and performs calculation processing, and an output unit connected to the calculation unit, the calculation unit stores the data in the data storage unit An estimated velocity vector of the moving object is calculated based on past positioning data, the position of the moving object is limited on a straight line obtained by extending the estimated velocity vector, and the moving object is determined based on a received signal from the GNSS satellite. It has the means to calculate the position of.

本発明の移動体搭載測位装置は、GNSS衛星からの信号を受信する移動体に搭載されたGNSS受信部と、測位データを格納すると共に地図データベースが格納された前記移動体に搭載されたデータ記憶部と、前記GNSS受信部と前記データ記憶部からの信号を取り込み演算処理する演算部と、前記演算部に接続される出力部と、を備えた移動体搭載測位装置において、前記演算部は、前記データ記憶部に格納した過去の測位データと地図データベースに基づいて、地図データベースの中で移動体が位置する移動経路を特定し、前記移動体の位置を前記移動経路上に限定して前記GNSS衛星からの受信信号に基づいて移動体の位置を計算する手段を有していること、を特徴とする。   A mobile unit-mounted positioning device of the present invention includes a GNSS receiving unit mounted on a mobile unit that receives a signal from a GNSS satellite, and a data storage mounted on the mobile unit that stores positioning data and stores a map database. In the mobile body-mounted positioning device, comprising: a unit, a calculation unit that takes in signals from the GNSS reception unit and the data storage unit, and an output unit connected to the calculation unit, the calculation unit includes: Based on the past positioning data stored in the data storage unit and the map database, the moving path where the moving body is located in the map database is specified, and the position of the moving body is limited to the moving path, and the GNSS It has the means to calculate the position of a moving body based on the received signal from a satellite, It is characterized by the above-mentioned.

本発明の移動体の測位方法は、GNSS受信部においてGNSS衛星からの信号を受信し、前記GNSS信号と、データ記憶部に格納された過去の測位データを演算部に取り込み、前記過去の測位データに基づいて、前記移動体の推定速度ベクトルを計算し、前記推定速度ベクトルを延長した直線上に前記移動体の位置を限定して前記GNSS衛星からの受信信号に基づいて移動体の位置を計算すること、を特徴とする。   According to the mobile positioning method of the present invention, the GNSS receiving unit receives a signal from a GNSS satellite, takes the GNSS signal and past positioning data stored in the data storage unit into the arithmetic unit, and the past positioning data. Based on the above, the estimated velocity vector of the moving object is calculated, the position of the moving object is limited on a straight line obtained by extending the estimated velocity vector, and the position of the moving object is calculated based on the received signal from the GNSS satellite. It is characterized by doing.

本発明の移動体の測位方法は、GNSS受信部においてGNSS衛星からの信号を受信し、前記GNSS信号と、データ記憶部に格納された過去の測位データとを演算部に取り込み、前記過去の測位データと地図データベースに基づいて、地図データベースの中で移動体が位置する移動経路を特定し、前記移動体の位置を前記移動経路上に限定して前記GNSS衛星からの受信信号に基づいて移動体の位置を計算すること、を特徴とする。   In the mobile positioning method of the present invention, a signal from a GNSS satellite is received at a GNSS receiving unit, the GNSS signal and past positioning data stored in a data storage unit are taken into a calculation unit, and the past positioning is performed. Based on the data and the map database, the moving path in which the moving body is located in the map database is specified, the position of the moving body is limited to the moving path, and the moving body is based on the received signal from the GNSS satellite. Calculating the position of.

本発明は、位置データを受信することが出来る衛星の数が不足している期間もGNSS衛星からのデータのみで測位演算をすることによって、移動体搭載の測位装置の小型化、単純化を図ることができるという効果を奏する。   The present invention achieves downsizing and simplification of a positioning device mounted on a mobile body by performing positioning calculation only with data from a GNSS satellite even during a period when the number of satellites capable of receiving position data is insufficient. There is an effect that can be.

以下、本発明の好適な実施形態について、図1〜3を参照しながら説明する。図1は本実施形態の構成を示す系統図であり、図2は本実施形態の動作を示すフローチャートであり、図3は本実施形態の測位計算方法を模式的に表した図である。本実施形態の移動体搭載測位装置3は、移動体である車両1に搭載されたGNSSアンテナ10と、GNSSアンテナ10が接続されGNSSアンテナ10からの信号を受信するGNSS受信部12と、測位データ、地図データ情報などを記憶しているデータ記憶部16と、GNSS受信部12からの信号と、データ記憶部16からのデータに基づいて車両1の測位計算を行う演算部14と、演算部14において算出した測位位置を出力する表示部18とを備えている。GNSS受信部12、データ記憶部16はそれぞれ演算部14と信号線あるいはデータバスを介して接続されており、表示部18も演算部14と信号線又はデータバスによって接続されている。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a system diagram showing the configuration of this embodiment, FIG. 2 is a flowchart showing the operation of this embodiment, and FIG. 3 is a diagram schematically showing the positioning calculation method of this embodiment. The mobile body-mounted positioning device 3 of the present embodiment includes a GNSS antenna 10 mounted on a vehicle 1 that is a mobile body, a GNSS receiver 12 that is connected to the GNSS antenna 10 and receives signals from the GNSS antenna 10, and positioning data. A data storage unit 16 storing map data information, a signal from the GNSS receiving unit 12, a calculation unit 14 for performing positioning calculation of the vehicle 1 based on the data from the data storage unit 16, and a calculation unit 14 And a display unit 18 for outputting the calculated position. The GNSS receiving unit 12 and the data storage unit 16 are respectively connected to the calculation unit 14 via a signal line or a data bus, and the display unit 18 is also connected to the calculation unit 14 via a signal line or a data bus.

図6に示すような通常状態では、時計の誤差δtが既知であったとしても、三次元座標3つの未知数(x,y,z)を求めるためには、少なくとも3次元のマトリクス演算をすることが必要で、3次元のマトリクス演算式を立てるためには、3つの衛星からのデータが必要となる。GNSS受信部12はGNSSアンテナ10によって3つあるいは4つのGNSS衛星からのデータ信号を受信し、そのデータを演算部14に出力する。演算部14はGNSS受信部12から受け取ったデータに基づいて、車両1の測位計算を行い、地球5の上の車両の三次元座標(x,y,z)を求め、表示部18に出力すると共に、その時の測位データをデータ記憶部16に出力し、データ記憶部に過去の測位データとして格納、蓄積しておく。蓄積しておくデータ量は測位計算を行った時点から何回前の測位計算結果までとしてもよいし、測位計算を行った時点から何分間前までというように決めても良い。また、蓄積している測位データによって走行状態を分析し、曲線の多い経路を走行していると判断される場合には、長時間の測位データを蓄積するようにしたり、データ蓄積の時間間隔を短くしたりし、直線に近い経路を走行していると判断される場合にはデータ蓄積の時間間隔を長くする等の形式でデータをデータ記憶部16に蓄積しておく。   In the normal state as shown in FIG. 6, even if the clock error δt is known, at least a three-dimensional matrix operation is performed to obtain three unknowns (x, y, z) of three-dimensional coordinates. In order to establish a three-dimensional matrix calculation formula, data from three satellites is required. The GNSS receiver 12 receives data signals from three or four GNSS satellites via the GNSS antenna 10 and outputs the data to the calculator 14. Based on the data received from the GNSS receiving unit 12, the calculation unit 14 performs positioning calculation of the vehicle 1, obtains the three-dimensional coordinates (x, y, z) of the vehicle on the earth 5, and outputs it to the display unit 18. At the same time, the positioning data at that time is output to the data storage unit 16 and stored and accumulated as past positioning data in the data storage unit. The amount of data to be stored may be from the positioning calculation result how many times before the positioning calculation is performed, or may be determined as many minutes before the positioning calculation is performed. In addition, if the driving condition is analyzed based on the accumulated positioning data and it is determined that the vehicle is traveling on a route with many curves, the positioning data for a long time may be accumulated, or the time interval for data accumulation may be increased. If it is determined that the vehicle is shortening or traveling on a route close to a straight line, the data is stored in the data storage unit 16 in a format such as increasing the data storage time interval.

そして、図5に示すように、地形や建物などの影響によって、位置データを受信できる衛星が1個しかない状態に入った場合には、前記のように時計の誤差δtが既知であったとしても、3次元のマトリクス演算式は立てられず、1次元の演算式しか立てることができない。そこで、測位演算の演算マトリクスの次元を1次元に低減することが必要となる。データ記憶部16には、距離データを受信できる衛星が1個になる直前までの測位データが前記のような所定の方法によって蓄積されている。演算部14はまずこの過去の測位データをデータ記憶部16から読み出し、現在の車両1の速度ベクトルを推定する。そして、図3に示すように、この速度ベクトルを延長した直線30を特定し、車両1はこの直線30の上を走行しているものと推定する。そして、図3に示すようにGNSS衛星20と車両1との距離データρとを用いて、前記の1次元の演算式を解いて解を求め、車両1の測位位置を特定することができる。 As shown in FIG. 5, when there is only one satellite that can receive position data due to the influence of topography, buildings, etc., the clock error δt is known as described above. However, a three-dimensional matrix arithmetic expression cannot be established, and only a one-dimensional arithmetic expression can be established. Therefore, it is necessary to reduce the dimension of the calculation matrix for positioning calculation to one dimension. The data storage unit 16 stores the positioning data until just before the number of satellites that can receive the distance data becomes one by the predetermined method as described above. The calculation unit 14 first reads the past positioning data from the data storage unit 16 and estimates the current speed vector of the vehicle 1. Then, as shown in FIG. 3, a straight line 30 obtained by extending the speed vector is specified, and it is estimated that the vehicle 1 is traveling on the straight line 30. Then, as shown in FIG. 3, by using the distance data ρ 1 between the GNSS satellite 20 and the vehicle 1, a solution can be obtained by solving the one-dimensional arithmetic expression, and the positioning position of the vehicle 1 can be specified. .

演算部14は図2に示すような方法によって、車両1の測位演算を行う。図2のステップS102のように、演算部14はGNSS受信部12が受信したGNSS衛星20からの位置信号を取得する。そして演算部14は図2のステップS103に示すように、この信号に基づいて図3に示すGNSS衛星20の座標を算出し、車両1とGNSS衛星20との距離ρを算出する。次に演算部14は図2のステップS104に示すように、データ記憶部16から過去の測位データを読み出し、この過去の測位データに基づいて車両1の推定速度ベクトルを算出する。推定速度ベクトルの演算は過去のデータから最小二乗法によって求める方法のほか、カルマンフィルタによって求める方法もある。このような演算方法は多くの場合収束計算手法が使われる。車両1の過去の測位データから計算できる走行経路が余り複雑でない場合には、計算が短時間に収束し、推定速度ベクトルの計算解が得られる。一方、車両1が複雑な経路を走行していたような場合には蓄積した過去の測位データからでは、演算が収束せず速度ベクトルを推定できないことがある。図2のステップS105に示すように、推定速度ベクトルの計算解が得られた場合には、演算部14は図2のステップS106に示すように、推定速度ベクトルを延長した直線30を特定する。そして、図2のステップS107に示すように、車両1は前記の特定した直線30の上にあるものとして、車両1とGNSS衛星20との距離ρを用いて一次元の方程式を解き、車両1の位置を求める。図3に示すように、車両の位置が特定した直線30の上にあるものとすると、GNSS衛星20と車両1との距離ρが決まれば、直線30の上の車両1の位置は1点に特定される。車両1の位置が特定されると演算部14はその結果を表示部18に表示する。一方、図2のステップS105に示すように、過去の測位データから車両1の推定速度ベクトルの計算解が得られない場合には、演算部14は測位計算を停止し、測位計算に必要な個数のGNSS衛星からのデータが受信できるまで、待機する。 The calculating part 14 performs the positioning calculation of the vehicle 1 by a method as shown in FIG. As in step S <b> 102 of FIG. 2, the calculation unit 14 acquires a position signal from the GNSS satellite 20 received by the GNSS reception unit 12. Then, as shown in step S103 of FIG. 2, the calculation unit 14 calculates the coordinates of the GNSS satellite 20 shown in FIG. 3 based on this signal, and calculates the distance ρ 1 between the vehicle 1 and the GNSS satellite 20. Next, as shown in step S <b> 104 of FIG. 2, the calculation unit 14 reads past positioning data from the data storage unit 16, and calculates an estimated speed vector of the vehicle 1 based on the past positioning data. In addition to the method of calculating the estimated velocity vector from the past data by the least square method, there is also a method of calculating by the Kalman filter. In many cases, such a calculation method uses a convergence calculation method. When the travel route that can be calculated from the past positioning data of the vehicle 1 is not so complicated, the calculation converges in a short time and a calculation solution of the estimated speed vector is obtained. On the other hand, when the vehicle 1 is traveling on a complicated route, the calculation may not converge from the accumulated past positioning data, and the velocity vector may not be estimated. As shown in step S105 of FIG. 2, when a calculation solution of the estimated speed vector is obtained, the calculation unit 14 specifies a straight line 30 obtained by extending the estimated speed vector as shown in step S106 of FIG. Then, as shown in step S107 of FIG. 2, it is assumed that the vehicle 1 is on the specified straight line 30, and a one-dimensional equation is solved using the distance ρ 1 between the vehicle 1 and the GNSS satellite 20, and the vehicle 1 Find the position of 1. As shown in FIG. 3, if the distance ρ 1 between the GNSS satellite 20 and the vehicle 1 is determined, assuming that the position of the vehicle is on the specified straight line 30, the position of the vehicle 1 on the straight line 30 is one point. Specified. When the position of the vehicle 1 is specified, the calculation unit 14 displays the result on the display unit 18. On the other hand, as shown in step S105 of FIG. 2, when the calculation solution of the estimated speed vector of the vehicle 1 cannot be obtained from the past positioning data, the calculation unit 14 stops the positioning calculation, and the number required for the positioning calculation Wait until data from the GNSS satellite can be received.

そして、車両1が走行を続けた結果、データを受信できる衛星の数が先に述べた通常の測位計算が可能となる3個又は4個になった場合には、演算部14は通常の測位方法によって車両1の測位を行い、その測位データを表示部18に表示すると共に、記憶部16に蓄積していく。   If the number of satellites that can receive data becomes three or four, which allows the normal positioning calculation described above, as a result of the vehicle 1 running continuously, the calculation unit 14 performs the normal positioning. The vehicle 1 is positioned by the method, and the positioning data is displayed on the display unit 18 and stored in the storage unit 16.

以上述べた、実施形態においては、データを受信できる衛星の数が必要個数よりも少ない場合においても、慣性航法装置などを使用せず、GNSS装置とそのデータのみで車両1の位置を測位することができ、データを受信できる衛星の数が必要個数に戻った時には、通常の三次元測位によって車両1の位置を測位することができることから、データを受信できる衛星の数が必要個数よりも少ない限定的な場合に備えて慣性航法装置などを別途設置する必要がなくなる。このため、車両に搭載する測位装置を小型化、単純化することができるという効果を奏する。   In the embodiment described above, even when the number of satellites that can receive data is smaller than the required number, the position of the vehicle 1 is determined by using only the GNSS device and its data without using an inertial navigation device or the like. When the number of satellites that can receive data has returned to the required number, the position of the vehicle 1 can be measured by ordinary three-dimensional positioning, so that the number of satellites that can receive data is less than the required number. It is not necessary to install an inertial navigation device or the like separately in case of an emergency. For this reason, there exists an effect that the positioning apparatus mounted in a vehicle can be reduced in size and simplified.

上記の実施形態においては、過去の測位データから推定速度ベクトルを計算し、車両1がこの推定速度ベクトルを延長した直線30の上にあるものとして、車両1の位置を計算していた。多くの場合には、自動車が測位時間間隔内に走行する距離はGNSS衛星との距離に比較して非常に小さいことから、車両1は推定速度ベクトルを延長した直線上にあるものとしても大きな誤差は生ぜず、誤差が少ないうちに、データを受信できるGNSS衛星の数が通常の測位演算が可能な個数に戻るため、大きく測位位置が実際の位置とずれることは少ない。しかし、車両1が例えば煩雑に交差点を曲がったり、曲線の多い道路を走行していたりする場合においては、前記の実施形態では、誤差が大きくなる可能性がある。   In the above embodiment, the estimated speed vector is calculated from the past positioning data, and the position of the vehicle 1 is calculated on the assumption that the vehicle 1 is on the straight line 30 obtained by extending the estimated speed vector. In many cases, since the distance that the car travels within the positioning time interval is very small compared to the distance to the GNSS satellite, the vehicle 1 may have a large error even if it is on a straight line obtained by extending the estimated speed vector. Since the number of GNSS satellites that can receive data returns to the number that can perform normal positioning calculation while the error is small, the positioning position is not greatly displaced from the actual position. However, for example, when the vehicle 1 is complicatedly turning around an intersection or traveling on a road with many curves, the error may increase in the above embodiment.

このように車両の動きが複雑な場合に好適な本発明の他の実施形態について図4、図5を参照しながら説明する。図4は他の実施形態の動作を示すフローチャートで、図5は
他の実施形態の測位計算方法を模式的に表した図である。先の実施形態と同様の部分には同様の符号を用いて説明は省略する。
Another embodiment of the present invention suitable for a case where the movement of the vehicle is complicated will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of another embodiment, and FIG. 5 is a diagram schematically showing a positioning calculation method of another embodiment. The same parts as those of the previous embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

車両1が複雑な経路に沿って走行しているときには、その走行経路は直線ではなく、曲線となってくる。この場合、過去の測位データに基づいて走行曲線を予想して、その曲線上に車両1が位置しているとして測位計算を行うことも可能であるが、車両1は地上の道路に沿って走行するため、上記の方法では道路の形状を過去の測位データから予測することとなる。しかし、道路の形状は数学的に予測することが困難なため、車両1の測位精度が落ちてしまう。そこで、データ記憶部16に地図データを格納しておき、データを受信できる衛星の数が通常の測位に必要な個数だけあるときの測位データに基づいて、車両1がどの道路を走行しているのかを特定する。そして、図5に示すようにGNSS衛星20と車両1との距離データρとを用いて、車両1の測位位置の候補を算出する。図5に示すように、曲線32で示される道路あるいは移動経路の上を走行している場合、曲線32は二次元であることから、車両の位置を特定するには最低2個の衛星からのデータが必要となる。しかし、データを受信できる衛星の数が1つの場合には、未知数に対して方程式の数が少なくなることから車両1と衛星との距離がρとなる点は特定できず、複数個存在する。そこで、このような複数の位置の候補のうち、過去の測位データに一番近いもの、あるいは、過去の測位データから計算した予想走行曲線に一番近いものを車両1の測位位置として、表示部18に表示する。 When the vehicle 1 travels along a complicated route, the travel route is not a straight line but a curved line. In this case, it is possible to predict a traveling curve based on past positioning data and perform positioning calculation assuming that the vehicle 1 is positioned on the curved line. However, the vehicle 1 travels along a ground road. Therefore, in the above method, the shape of the road is predicted from the past positioning data. However, since the shape of the road is difficult to predict mathematically, the positioning accuracy of the vehicle 1 falls. Therefore, map data is stored in the data storage unit 16, and the road on which the vehicle 1 is traveling is based on the positioning data when the number of satellites that can receive the data is the number necessary for normal positioning. To identify. And the candidate of the positioning position of the vehicle 1 is calculated using the distance data ρ 1 between the GNSS satellite 20 and the vehicle 1 as shown in FIG. As shown in FIG. 5, when traveling on a road or moving route indicated by the curve 32, the curve 32 is two-dimensional, so that the position of the vehicle is determined from at least two satellites. Data is required. However, when the number of satellites that can receive data is one, the number of equations is reduced with respect to the unknown, so the point where the distance between the vehicle 1 and the satellite is ρ 1 cannot be specified, and there are a plurality of points. . Therefore, among the plurality of position candidates, the one closest to the past positioning data or the one closest to the predicted traveling curve calculated from the past positioning data is set as the positioning position of the vehicle 1, and the display unit 18 is displayed.

演算部14は図4に示すような方法によって、車両1の測位演算を行う。まず先の実施形態と同様に、車両1とGNSS衛星20との距離ρを算出する。次に演算部14は図4のステップS204に示すように、データ記憶部16から過去の測位データと地図データベースを読み出し、この過去の測位データに基づいて地図データベース上での車両1の位置を特定し、その位置から車両1が走行している道路を図5に示す曲線32として特定する。曲線32が特定できたら、図4のステップS206に示すように、車両1は前記の特定した曲線32の上にあるものとして、車両1とGNSS衛星20との距離ρを用いて車両1の位置の候補を複数算出する。そして演算部14はこれらの複数の候補の中から一番直前の測位位置に近いもの又は、過去の測位データから推定される曲線上に一番近い位置を車両1の位置として特定する。車両1の位置が特定されると演算部14はその結果を表示部18に表示する。一方、図4のステップS205に示すように、過去の測位データから車両1の移動経路が特定できない場合には、演算部14は測位計算を停止し、測位計算に必要な個数のGNSS衛星からのデータが受信できるまで、待機する。なお、上記の方法によっても、車両1の位置が複数の候補位置から1つに特定できない場合には、演算部14は複数の位置候補を推定位置候補として出力部18に出力、表示する。 The calculating part 14 performs the positioning calculation of the vehicle 1 by a method as shown in FIG. First, as in the previous embodiment, a distance ρ 1 between the vehicle 1 and the GNSS satellite 20 is calculated. Next, as shown in step S204 of FIG. 4, the calculation unit 14 reads the past positioning data and the map database from the data storage unit 16, and specifies the position of the vehicle 1 on the map database based on the past positioning data. Then, the road on which the vehicle 1 is traveling from that position is specified as a curve 32 shown in FIG. When the curve 32 is identified, as shown in step S206 of FIG. 4, vehicle 1 as being above the curve 32 identified above, the vehicle 1 by using the distance [rho 1 of the vehicle 1 and the GNSS satellites 20 A plurality of position candidates are calculated. Then, the calculation unit 14 specifies, as the position of the vehicle 1, a position closest to the most recent positioning position from among the plurality of candidates or a position closest to the curve estimated from past positioning data. When the position of the vehicle 1 is specified, the calculation unit 14 displays the result on the display unit 18. On the other hand, as shown in step S205 of FIG. 4, when the movement route of the vehicle 1 cannot be specified from the past positioning data, the calculation unit 14 stops the positioning calculation, and from the number of GNSS satellites necessary for the positioning calculation. Wait until data is received. Note that, even when the position of the vehicle 1 cannot be identified from one of a plurality of candidate positions even by the above method, the calculation unit 14 outputs and displays the plurality of position candidates as estimated position candidates on the output unit 18.

以上述べた、他の実施形態においても、先の実施形態と同様に車両に搭載する測位装置を小型化、単純化することができるという効果を奏する。   The other embodiments described above also have the effect that the positioning device mounted on the vehicle can be reduced in size and simplified as in the previous embodiment.

本発明は、車両の測位以外に地球上を移動する移動体であれば、どのようなものにも適用することができる。   The present invention can be applied to any movable body that moves on the earth other than positioning of the vehicle.

本発明の実施形態の構成を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows the structure of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の測位計算方法を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the positioning calculation method of embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の測位計算方法を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the positioning calculation method of other embodiment of this invention. 従来技術のGNSS衛星による測位計算方法を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the positioning calculation method by the GNSS satellite of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 車両、3 移動体搭載測位装置、5 地球、10 GNSSアンテナ、12 GNSS受信部、14 演算部、16 データ記憶部、18 表示部、20〜22 GNSS衛星、30 直線、32 曲線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle, 3 mobile-mounted positioning apparatus, 5 earth, 10 GNSS antenna, 12 GNSS receiving part, 14 calculating part, 16 data storage part, 18 display part, 20-22 GNSS satellite, 30 straight line, 32 curve.

Claims (4)

GNSS衛星からの信号を受信する移動体に搭載されたGNSS受信部と、
測位データを格納する前記移動体に搭載されたデータ記憶部と、
前記GNSS受信部と前記データ記憶部からの信号を取り込み演算処理する演算部と、
前記演算部に接続される出力部と、を備えた移動体搭載測位装置において、
前記演算部は、前記データ記憶部に格納した過去の測位データに基づいて、前記移動体の推定速度ベクトルを計算し、前記推定速度ベクトルを延長した直線上に前記移動体の位置を限定して前記GNSS衛星からの受信信号に基づいて移動体の位置を計算する手段を有していること、
を特徴とする移動体搭載測位装置。
A GNSS receiver mounted on a mobile body that receives a signal from a GNSS satellite;
A data storage unit mounted on the mobile body for storing positioning data;
A calculation unit that takes in signals from the GNSS reception unit and the data storage unit and performs calculation processing;
In the mobile body mounted positioning device comprising an output unit connected to the arithmetic unit,
The calculation unit calculates an estimated speed vector of the moving body based on past positioning data stored in the data storage unit, and limits the position of the moving body on a straight line obtained by extending the estimated speed vector. Having means for calculating the position of the moving body based on the received signal from the GNSS satellite;
A mobile device-mounted positioning device.
GNSS衛星からの信号を受信する移動体に搭載されたGNSS受信部と、
測位データを格納すると共に地図データベースが格納された前記移動体に搭載されたデータ記憶部と、
前記GNSS受信部と前記データ記憶部からの信号を取り込み演算処理する演算部と、
前記演算部に接続される出力部と、を備えた移動体搭載測位装置において、
前記演算部は、前記データ記憶部に格納した過去の測位データと地図データベースに基づいて、地図データベースの中で移動体が位置する移動経路を特定し、前記移動体の位置を前記移動経路上に限定して前記GNSS衛星からの受信信号に基づいて移動体の位置を計算する手段を有していること、
を特徴とする移動体搭載測位装置。
A GNSS receiver mounted on a mobile body that receives a signal from a GNSS satellite;
A data storage unit mounted on the mobile body storing the positioning data and storing the map database;
A calculation unit that takes in signals from the GNSS reception unit and the data storage unit and performs calculation processing;
In the mobile body mounted positioning device comprising an output unit connected to the arithmetic unit,
The calculation unit identifies a moving path where the moving body is located in the map database based on the past positioning data stored in the data storage unit and the map database, and sets the position of the moving body on the moving path. Limited to have means for calculating the position of the mobile based on the received signal from the GNSS satellite;
A mobile device-mounted positioning device.
GNSS衛星からの受信信号に基づく移動体の測位方法において、
GNSS受信部においてGNSS衛星からの信号を受信し、
前記GNSS信号と、データ記憶部に格納された過去の測位データを演算部に取り込み、
前記過去の測位データに基づいて、前記移動体の推定速度ベクトルを計算し、前記推定速度ベクトルを延長した直線上に前記移動体の位置を限定して前記GNSS衛星からの受信信号に基づいて移動体の位置を計算すること、
を特徴とする移動体の測位方法。
In a mobile positioning method based on a received signal from a GNSS satellite,
The GNSS receiver receives a signal from a GNSS satellite,
The GNSS signal and past positioning data stored in the data storage unit are taken into the calculation unit,
Based on the past positioning data, the estimated velocity vector of the moving object is calculated, the position of the moving object is limited on a straight line obtained by extending the estimated velocity vector, and the moving object moves based on the received signal from the GNSS satellite. Calculating the position of the body,
A positioning method for a moving object.
GNSS衛星からの受信信号に基づく移動体の測位方法において、
GNSS受信部においてGNSS衛星からの信号を受信し、
前記GNSS信号と、データ記憶部に格納された過去の測位データとを演算部に取り込み、
前記過去の測位データと地図データベースに基づいて、地図データベースの中で移動体が位置する移動経路を特定し、前記移動体の位置を前記移動経路上に限定して前記GNSS衛星からの受信信号に基づいて移動体の位置を計算すること、
を特徴とする移動体の測位方法。
In a mobile positioning method based on a received signal from a GNSS satellite,
The GNSS receiver receives a signal from a GNSS satellite,
The GNSS signal and past positioning data stored in the data storage unit are taken into the calculation unit,
Based on the past positioning data and the map database, the moving path in which the moving body is located is specified in the map database, the position of the moving body is limited to the moving path, and the received signal from the GNSS satellite is used. Calculating the position of the moving body based on,
A positioning method for a moving object.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010107276A (en) * 2008-10-29 2010-05-13 Toyota Motor Corp Positioning apparatus for moving object

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