JP2020075663A - Position estimation device, position estimation method, position estimation program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、位置推定装置、位置推定方法及び位置推定プログラムに関する。 The present invention relates to a position estimation device, a position estimation method, and a position estimation program.
近年、列車の運行については、運行ダイヤの過密化やホームドアの整備に伴う停止位置の厳密化が求められている。また、乗務員負担の低減や人件費の削減を目的として自動列車運転(ATO:Automatic Train Operation)装置の導入が進められている。ATO装置は、線路内の地上に設置され、位置情報を地上子から車上に設置された車上子と呼ばれる装置に送信し、車上子が受信した位置情報をもとに自列車の現在位置を推定する装置である。地上子を用いた方法は耐環境性が高く、現在位置の推定精度が高いといった利点を有する一方、地上子や車上子の装置コストが高く、地上子の設置コストや維持コストも高いといった課題を有している。 In recent years, with regard to train operation, stricter stop positions have been demanded due to congestion of train schedules and maintenance of platform doors. In addition, automatic train operation (ATO) devices are being introduced for the purpose of reducing the burden on crew members and personnel costs. The ATO device is installed on the ground in the track, transmits position information from the ground element to a device called an on-board child installed on the car, and based on the position information received by the on-board child, the current train information This is a device for estimating the position. The method using a ground element has the advantages of high environmental resistance and high estimation accuracy of the current position, while the equipment cost of the ground element and car top element is high, and the installation cost and maintenance cost of the ground element are also high. have.
特許文献1には、「列車定位置停止制御装置として、列車の速度及び現在位置を算出する速度・位置算出手段と、駅構内に設置された対象物と列車との相対距離を算出する相対距離算出手段とを備え、速度・位置算出手段は、相対距離算出手段から入力した相対距離の情報及び対象物の位置情報から列車の現在位置を算出する。」との記載がある。 Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2004-242242 discloses, "As a train fixed-position stop control device, a speed / position calculating means for calculating the speed and the current position of the train, and a relative distance for calculating a relative distance between an object installed in the station yard and the train. And the speed / position calculation means calculates the current position of the train from the relative distance information input from the relative distance calculation means and the position information of the object. ”
上記の特許文献1においては、列車の車両がどの路線のどの駅間のどの線路を走行しているかを把握した上で、車両がその線路のどの位置に存在するかを推定する技術が開示されている。
The above-mentioned
しかしながら、特許文献1の発明は、列車の車両がどの路線上で、どの駅間のどの線路を走行しているかの情報は既知であるとの前提としている。このため、例えば、車両の電源を立ち上げたときなどのように、車両がどの路線のどの駅間のどの線路に存在するかが不明の場合には、自己の位置を推定することができない場合がある。また、列車が自車の存在する路線の隣の路線の地上目標物を自車の存在する線路の地上目標物と誤認識した場合には、誤った位置を自己位置として認識してしまう可能性があった。
However, the invention of
そこで、本発明は、路線の周囲に設置された識別子の位置情報と、当該識別子に対する列車の相対位置情報とから、地上子を用いなくとも、車両の自己位置を精度高く推定することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to accurately estimate the self-position of a vehicle from the position information of the identifiers installed around the route and the relative position information of the train with respect to the identifier, without using a grounding element. To do.
上記課題を解決するために、代表的な本発明の位置推定装置の一つは、路線の周囲に設置された識別子を用いて列車の位置を推定する位置推定装置であって、前記識別子は、第一識別子と第二識別子とを含み、前記位置推定装置は、前記識別子の位置を示す識別子位置情報と、路線本数に関する属性情報(以下「属性情報」という)と、前記識別子に対する前記列車の相対位置を示す相対位置情報と、路線の情報を示す路線情報とを取得するセンサ部と、前記属性情報に基づいて、路線が単線であるか否かを判定する判定部と、前記識別子位置情報と、前記相対位置情報と、前記路線情報とに基づいて、前記列車の位置を推定する列車位置推定部とを備え、前記判定部が、路線は単線であると判定した場合には、前記列車位置推定部は、前記路線情報と、前記第一識別子の位置情報と、前記第一識別子に対する前記列車の相対位置情報とに基づいて、前記列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定し、前記判定部が、路線は単線ではないと判定した場合には、前記列車位置推定部は、前記路線情報と、前記第一識別子の位置情報と、前記第一識別子に対する前記列車の第一相対位置情報と、前記第二識別子の位置情報と、前記第二識別子に対する前記列車の第二相対位置情報とに基づいて、前記列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定することを特徴とする位置推定装置。 In order to solve the above problems, one of the representative position estimation devices of the present invention is a position estimation device that estimates the position of a train using an identifier installed around a route, and the identifier is The position estimation device includes a first identifier and a second identifier, the identifier position information indicating the position of the identifier, attribute information regarding the number of routes (hereinafter referred to as “attribute information”), and the relative position of the train with respect to the identifier. A relative position information indicating a position, a sensor unit that acquires route information indicating route information, a determination unit that determines whether the route is a single line based on the attribute information, and the identifier position information. , The relative position information, and a train position estimation unit that estimates the position of the train based on the route information, when the determination unit determines that the route is a single line, the train position The estimating unit determines, on the basis of the route information, the position information of the first identifier, and the relative position information of the train with respect to the first identifier, at which point on which route the train is located. When the determination unit determines that the route is not a single track, the train position estimation unit determines the route information, the position information of the first identifier, and the first relative position of the train with respect to the first identifier. Position information, position information of the second identifier, and based on the second relative position information of the train with respect to the second identifier, to determine which point of which line the train is located Position estimation device.
本発明によれば、地上子を用いなくとも、車両の自己位置を推定することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, the self-position of a vehicle can be estimated without using a grounding element.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
以下、図面を参照して、従来例及び本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。 Hereinafter, a conventional example and an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. In the description of the drawings, the same parts are designated by the same reference numerals.
まず、図1を参照して、従来の自動列車運転システム100の全体構成について説明する。
なお、以下では、列車を一例として本発明を説明するが、本発明は列車に限定されるものではない。本発明は列車を移動体と読み替えることによって、列車以外の自動車やバス、モノレール等の移動体に適用することができる。
図1は、自動列車運転システム100の全体構成を示す図である。図1に示されるように、自動列車運転システム100は、速度発電機101と、速度算出装置102と、位置推定装置103と、自動列車運転装置104と、車両情報制御装置105と、制駆動制御装置106とを含む。
なお、これらの装置は、以下に説明する機能を発揮できればよく、その形態は以下で説明されるものに限定されない。例えば、自動列車運転システム100は、独立したハードウエアとして実現されてもよく、自動列車運転システム100におけるCPU、メモリ、RAM(例示せず)によって実行されるソフトウエアモジュールとして実現されてもよい。
First, the overall configuration of a conventional automatic train operation system 100 will be described with reference to FIG.
Although the present invention will be described below by taking a train as an example, the present invention is not limited to a train. The present invention can be applied to vehicles other than trains, such as automobiles, buses, and monorails, by replacing a train with a moving body.
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an automatic train operation system 100. As shown in FIG. 1, an automatic train operation system 100 includes a speed generator 101, a speed calculation device 102, a position estimation device 103, an automatic train operation device 104, a vehicle information control device 105, and a braking / driving control. And device 106.
It should be noted that these devices are only required to exhibit the functions described below, and their forms are not limited to those described below. For example, the automatic train operation system 100 may be realized as independent hardware, or may be realized as a software module executed by a CPU, a memory, and a RAM (not shown) in the automatic train operation system 100.
速度算出装置102は、車輪軸に設置された速度発電機101から、車軸の回転速度に対応する速度信号を取得し、当該速度信号と車輪径とから車両速度を算出する装置である。また、後述するように、位置推定装置103は、路線の周囲に設置された1つ以上の識別子の位置情報と、それぞれの識別子と列車の相対位置(相対距離)の情報から自己位置を推定する装置である。なお、識別子が認識できない場合には、位置推定装置103は、出発駅の位置情報と車両速度の積算値から自己位置を算出する構成とすることも可能である。 The speed calculation device 102 is a device that acquires a speed signal corresponding to the rotation speed of the axle from the speed generator 101 installed on the wheel shaft and calculates the vehicle speed from the speed signal and the wheel diameter. Further, as will be described later, the position estimation device 103 estimates its own position from the position information of one or more identifiers installed around the route and the information of each identifier and the relative position (relative distance) of the train. It is a device. If the identifier cannot be recognized, the position estimation device 103 may be configured to calculate its own position from the position information of the departure station and the integrated value of the vehicle speed.
自動列車運転装置104は、計画機能を有する計画部(例示せず)及び追従機能を有する追従部(例示せず)から構成される。ここでの計画機能とは、予め保持する駅停止位置までの車両速度パターンに対し、現在の車両位置を照らし合わせて目標速度を算出する機能である。また、追従機能とは、目標速度と現在の車両速度との速度偏差を入力し、出力すべき制駆動力を算出する機能である。自動列車運転装置104は、この算出した制駆動力を制御指令に含めて、車両情報制御装置105及び制駆動制御装置106に出力する装置である。 The automatic train operation device 104 includes a planning unit (not shown) having a planning function and a tracking unit (not shown) having a tracking function. The planning function here is a function of calculating the target speed by checking the current vehicle position against the vehicle speed pattern up to the station stop position that is held in advance. The follow-up function is a function of inputting the speed deviation between the target speed and the current vehicle speed and calculating the braking / driving force to be output. The automatic train operation device 104 is a device that includes the calculated braking / driving force in a control command and outputs the braking / driving force to the vehicle information control device 105 and the braking / driving control device 106.
そして、一般的な自動列車運転システムでは、電源遮断時には、自己位置を記憶しないことが多く、この場合には、電源を立上げた際に、列車の下に地上子がない場合には、自己位置が不明になることがある。また、電源を遮断した際の自己位置を記憶している場合であっても、電源遮断中に車両を移動させる場合には、電源立上げ時の自己位置が電源遮断時の自己位置と一致しないため、やはり、電源を立上げた際に自己位置が不明になる。
このため、多くの従来の自動列車運転装置では、電源立上げ後は、低速で走行し地上子からの位置情報を受信して初めて自己位置が推定されることとなる。
In a general automatic train operation system, the self position is often not remembered when the power is cut off.In this case, when the power is turned on, if the ground train is not under the train, the self position is not stored. The position may be unknown. Further, even when the self-position when the power is cut off is stored, when the vehicle is moved while the power is cut off, the self-position at power-on does not match the self-position at power-off. As a result, when the power is turned on, the self position becomes unknown.
For this reason, in many conventional automatic train operation devices, after the power is turned on, the self position is estimated only after traveling at a low speed and receiving the position information from the ground element.
上記の問題を解決するために、本発明は、路線の周囲に設置される少なくとも1つの識別子の位置情報と、当該識別子に対する列車の相対位置情報(以下では、相対距離という)を用いて、電源立上げ時の自己位置が不明な状態であっても、地上子を用いなくとも、列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定することができる。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention uses a position information of at least one identifier installed around a route and a relative position information of a train with respect to the identifier (hereinafter, referred to as a relative distance) to generate a power source. Even if the self-position at the time of start-up is unknown, it is possible to determine at which point on which line the train is located without using the ground wire.
次に、図2〜図4を参照して、本発明の実施例1に係る位置推定について説明する。なお、実施例1は、複数の識別子(例えば、第一識別子と第二識別子)を用いて列車の位置を推定する実施形態に関するものであり、実施例2は、1つの識別子を用いて列車の位置を推定する実施形態に関するものである。 Next, the position estimation according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, Example 1 relates to an embodiment in which the position of the train is estimated using a plurality of identifiers (for example, the first identifier and the second identifier), and Example 2 uses one identifier to identify the train. The present invention relates to an embodiment for estimating a position.
本発明における実施例1では、路線の周囲に設置される複数の識別子と、それぞれの識別子と列車の相対距離から、列車の自己位置を推定する位置推定装置について説明する。
ここで、周囲とは、路線の脇(左側、右側、またはその両方)、路線上、路線内などを含む意味で使われており、センサ部によって容易に認識できる範囲であれば、識別子の設置個所は特に限定されない。
In the first embodiment of the present invention, a position estimation device that estimates the self-position of a train from a plurality of identifiers installed around the route and the respective identifiers and the relative distance of the train will be described.
Here, the term "surroundings" is used to mean the sides of the route (left side, right side, or both), on the route, within the route, etc., and within the range easily recognizable by the sensor unit, the identifier is installed. The location is not particularly limited.
次に、図2Aを参照して、本発明の実施例1に係る位置推定装置200の機能構成について説明する。
Next, a functional configuration of the
図2Aは、本発明の実施例1における位置推定装置200の機能構成を示す図である。位置推定装置200は、センサ部201と、センサデータ処理部202と、路線情報保持部203と、列車位置推定部204と、判定部206からなる。位置推定装置200は、列車の自己位置を推定し、自動列車運転装置(図示せず)の制御指令算出部に推定した自己位置を出力する装置である。
FIG. 2A is a diagram showing a functional configuration of the
図2Aに示されるように、路線の周辺には、複数の識別子205(A)、205(B)(例えば、第一識別子と第二識別子)が設置される。これらの識別子205(A)、205(B)には、その識別子の位置情報(緯度、経度、標高など)や、路線本数に関する属性情報(以下、「属性情報」という)が埋め込まれている。この属性情報とは、路線が単線か否かのみを示す情報(0、1のバイナリー情報など)であってもよく、路線の本数(1本、2本)を示す情報であってもよい。図2Bには、識別子205(A)、205(B)に含まれる情報の一例が示される。例えば、図2Bに示されるように、識別子を一意に識別する識別子ID情報211と、経度213と、緯度215と、路線本数に関する属性情報217とが、識別子ごとに格納されている。なお、本発明はこれに限定されず、緯度と経度の情報のみが識別子に含まれる構成にしてもよい(この場合、属性情報は図2Aに示される路線情報保持部203に格納されてもよい)。
また、位置推定装置200は、センサ部201を用いて、路線の周囲に設置される識別子205(A)、205(B)とから、当該識別子の位置情報及び・又は属性情報を取得する。その後、位置推定装置200は、識別子205(A)、205(B)の位置情報及び/又は属性情報と、路線情報と、それぞれの識別子205(A)、205(B)と列車との相対距離とに基づいて、列車の自己位置を計算する。
As shown in FIG. 2A, a plurality of identifiers 205 (A) and 205 (B) (for example, a first identifier and a second identifier) are installed around the route. Position information (latitude, longitude, altitude, etc.) of the identifier and attribute information (hereinafter referred to as "attribute information") regarding the number of routes are embedded in these identifiers 205 (A) and 205 (B). The attribute information may be information indicating whether or not the route is a single line (binary information of 0, 1 or the like), or may be information indicating the number of routes (one or two). FIG. 2B shows an example of information included in the identifiers 205 (A) and 205 (B). For example, as shown in FIG. 2B,
In addition, the
ここでの識別子205(A)、205(B)とは、特定の地点を定量的に示す情報を含むものであり、一例として、路線の周囲に設置される、二次元バーコードからなる標識などであってもよい。これらの識別子205(A)、205(B)は、路線の特定の地点(分岐点、合流点、駅)に設置されてもよく、所定の距離間隔(例えば、50メートル、100メートルなど)で設置されてもよい。 The identifiers 205 (A) and 205 (B) here include information quantitatively indicating a specific point, and as an example, a sign made of a two-dimensional bar code installed around a route, etc. May be These identifiers 205 (A) and 205 (B) may be installed at specific points (branches, confluences, stations) of the route, and at predetermined distance intervals (for example, 50 meters, 100 meters, etc.). It may be installed.
本発明の実施例1では、位置推定装置200は、自動列車運転装置(例えば、図1で示す自動列車運転装置104)とは別に実装した例で示されているが、位置推定装置200は自動列車運転装置内に実装されていてもよい。また、自己位置の出力先も自動列車運転装置に限定されるものではない。つまり、本発明では、自己位置の実装位置や推定した自己位置の出力先は特に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
In the first embodiment of the present invention, the
センサ部201は、路線の周囲に設置される識別子205(A)、205(B)から、識別子の位置情報(緯度、経度、標高)及び/又は属性情報等のセンサデータを取得するセンサである。一例として、センサ部201は好ましくはカメラであるが、センサ部201はカメラに限定されない。例えば、センサ部201は、LIDAR(Light Detection and Ranging)の受信モジュールや赤外線の受信モジュールなどであってもよく、識別子から位置情報を取得できればその種類は問わない。
なお、センサ部201は取得したセンサデータをセンサデータ処理部202に送信する。
The
The
センサデータ処理部202は、センサ部201が取得したセンサデータから、ぞれぞれの識別子の位置情報(緯度、経度、標高)を取得し、ぞれぞれの識別子と列車との相対距離とを算出する。その後、センサデータ処理部202は、算出した相対距離と位置情報を認識した識別子ごとに列車位置推定部204に送信する。
The sensor data processing unit 202 acquires the position information (latitude, longitude, altitude) of each identifier from the sensor data acquired by the
なお、識別子に含まれる情報を取得するセンサ部と、識別子と列車との相対距離を算出するセンサ部とが同一(つまり、一つ)のセンサ部であってもよい。例えば、上述したように、カメラなどのセンサは、識別子に含まれる情報を取得する機能と、識別子と列車との相対距離とを算出する機能との両方を担ってもよい。このように、識別子に含まれる情報を取得する機能と、識別子と列車との相対距離を算出する機能とを同一の汎用的センサで行うことによって、センサのコストを抑えることができ、列車の位置を推定する処理を低コストで実現することができる。 Note that the sensor unit that acquires the information included in the identifier and the sensor unit that calculates the relative distance between the identifier and the train may be the same (that is, one) sensor unit. For example, as described above, the sensor such as the camera may have both the function of acquiring the information included in the identifier and the function of calculating the relative distance between the identifier and the train. In this way, by performing the function of acquiring the information included in the identifier and the function of calculating the relative distance between the identifier and the train with the same general-purpose sensor, the cost of the sensor can be suppressed and the position of the train can be reduced. It is possible to realize the processing for estimating the.
また、一方で、識別子に含まれる情報を取得するセンサ部と、識別子と列車との相対距離を算出するセンサ部とが異なるセンサ部(つまり、二つ以上のセンサ部)で構成されてもよい。例えば、識別子に含まれる情報を取得する機能をカメラで行い、識別子と列車との相対距離を算出する機能をLidarなどのセンサによって行う構成も可能である。このように、識別子に含まれる情報を取得する機能と、識別子と列車との相対距離を算出する機能とを個別の専用センサで行うことによって、それぞれの機能に特化したセンサを使用することができるため、列車の位置推定の精度が向上する効果が得られる。 On the other hand, the sensor unit that acquires information included in the identifier and the sensor unit that calculates the relative distance between the identifier and the train may be configured by different sensor units (that is, two or more sensor units). .. For example, a configuration is possible in which the camera performs the function of acquiring the information included in the identifier and the sensor such as Lidar performs the function of calculating the relative distance between the identifier and the train. In this way, by performing the function of acquiring the information included in the identifier and the function of calculating the relative distance between the identifier and the train with separate dedicated sensors, it is possible to use sensors specialized for each function. Therefore, the effect of improving the accuracy of train position estimation can be obtained.
次に、図2Cを参照して、図2Aに示される路線情報保持部203に格納される路線情報について説明する。路線情報保持部203とは、路線の位置を示す情報(緯度、経度など)と、当該位置情報に対応する番線情報(何線の何番線の何キロ地点)との関係を路線情報として記憶する記憶部である。例えば、図2Cに示されるように、特定の緯度情報221及び経度情報223に対応する線名情報225、番線情報227、及びキロ程情報229が格納されている。これらの路線情報は図2に示されるように1つのテーブルに格納されてもよく、路線ごとに分けられて格納されてもよい。また、図2Cに示されていないが、この路線情報には、路線上の停車駅間の距離、分岐点の位置、合流点の位置、トンネルの位置、路線の勾配などの、路線の特徴を表す属性の情報を含んでいてもよい。
この路線情報は予め路線情報保持部203に格納されていてもよく、後述する処理において、必要に応じてセンサ部201によって取得されてもよい。また、この路線情報の一部(例えば、番線情報や勾配を示す情報など)が上述した識別子に格納されてもよく、必要に応じてリアルタイムでセンサ部201によって取得されてもよい。
この路線情報保持部203は、例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ(Flash Memory)等の半導体メモリ素子、または光ディスク等の記憶装置によって実現されてもよい。また、ある実施形態では、路線情報保持部203はクラウドサーバ等の分散型ストレージであってもよい。
Next, the route information stored in the route
This route information may be stored in the route
The route
列車位置推定部204は、それぞれの識別子の位置情報と、識別子の列車に対する相対距離と、路線情報保持部から取得した路線情報とから、列車の自己位置を推定する機能部である。
The train
判定部206は、識別子から取得した路線本数に関する属性情報に基づいて、列車が現在走行している路線が単線か否か(例えば、単線か複線か)を判定する機能部である。なお、本発明は、路線本数に関する属性情報が識別子に含まれる構成に限定されず、路線本数に関する属性情報が路線情報保持部に格納されていてもよい。この場合には、識別子が検出された際、判定部206は、検出された識別子の位置情報を路線情報保持部に格納されている属性情報に照らし合わせて、列車が現在走行している路線が単線か否か(例えば、単線か複線か)を判定してもよい。
The
次に、図3Aを参照して、本発明の実施例1に係るセンサデータ処理部の処理について説明する。 Next, processing of the sensor data processing unit according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3A.
図3Aは、センサデータ処理部202によって実行される位置推定の処理を示すフローチャートである。なお、図3Aでは、センサデータとして、識別子が写る画像や、識別子に含まれる二次元バーコード等を用いた例で説明するが、センサデータはこれに限定されるものではない。また、図3Aのフローチャートに示される処理は位置推定装置の演算周期ごとに実行されてもよい。 FIG. 3A is a flowchart showing the position estimation processing executed by the sensor data processing unit 202. In FIG. 3A, an example in which an image showing an identifier, a two-dimensional barcode included in the identifier, or the like is used as the sensor data will be described, but the sensor data is not limited to this. Further, the process shown in the flowchart of FIG. 3A may be executed at every calculation cycle of the position estimation device.
まず、ステップ300では、判定部(例えば、図3Aに示される判定部206)は、路線本数に関する属性情報を取得し、当該属性情報に基づいて、列車が走行している路線が単線か否かを判定する。列車が走行している路線が単線でない場合には、本処理はステップ301に進み、列車が走行している路線が単線である場合には、後述する図6に示されるフローチャートのステップ601へと進む。
First, in step 300, the determination unit (for example, the
ステップ301では、センサ部(例えば、図2Aに示されるセンサ部201)は、識別子の画像を取得する。その後、本処理はステップ302に進む。
In step 301, the sensor unit (eg, the
次に、ステップ302では、センサデータ処理部(例えば、図2Aに示されるセンサデータ処理部202)は、ステップ301で取得した画像に画像処理を施すことにより識別子(具体的には、識別子に含まれる二次元バーコード)を抽出する。画像中に複数の識別子が存在する場合には、センサデータ処理部はそれぞれの識別子に任意の固有番号(文字列や数字列など)を付ける。その後、本処理はステップ303に進む。 Next, in step 302, the sensor data processing unit (for example, the sensor data processing unit 202 shown in FIG. 2A) performs an image processing on the image acquired in step 301 to generate an identifier (specifically, the identifier is included in the identifier. 2D bar code). When there are a plurality of identifiers in the image, the sensor data processing unit gives each identifier an arbitrary unique number (character string, numeral string, etc.). Then, the process goes to step 303.
次に、ステップ303では、センサデータ処理部は、ステップ302で抽出された識別子の数nを確認する。n≧2の場合には、本処理はステップ304へと進み、n=1の場合には、本処理は終了する。 Next, in step 303, the sensor data processing unit confirms the number n of the identifiers extracted in step 302. If n ≧ 2, the process proceeds to step 304, and if n = 1, the process ends.
次に、ステップ304では、センサデータ処理部は、ステップ302で抽出された識別子から任意の固有番号の識別子を選択し、選択した識別子の二次元バーコードに埋め込まれた位置情報(緯度、経度、標高等)を算出する。その後、本処理はステップ305に進む。 Next, in step 304, the sensor data processing unit selects an identifier with an arbitrary unique number from the identifiers extracted in step 302, and position information (latitude, longitude, latitude, longitude, etc.) embedded in the two-dimensional barcode of the selected identifier. Elevation etc.) is calculated. Then, the process goes to step 305.
次に、ステップ305では、センサデータ処理部は、認識したそれぞれの識別子と列車の相対距離を算出する。具体的には、センサデータ処理部は、センサ部によって取得された画像から、当該画像における識別子の面積又はセンサ上の識別子の位置を算出する。その後、センサデータ処理部は、今回の計算で得られた識別子の画像上の面積又はセンサ上の識別子の位置と、予め測定しておいた識別子の面積又は位置と相対距離との関係を記憶しておいたデータとから、認識したそれぞれの識別子と列車の相対距離を推定する(すなわち、複数の識別子が認識された場合は識別子ごとに相対距離を推定する。) Next, in step 305, the sensor data processing unit calculates each recognized identifier and the relative distance of the train. Specifically, the sensor data processing unit calculates the area of the identifier in the image or the position of the identifier on the sensor from the image acquired by the sensor unit. After that, the sensor data processing unit stores the relationship between the area of the identifier obtained by this calculation on the image or the position of the identifier on the sensor and the previously measured area or position of the identifier and the relative distance. From the stored data, the relative distance between each recognized identifier and the train is estimated (that is, when a plurality of identifiers are recognized, the relative distance is estimated for each identifier).
図3Bには、識別子の画像における面積を用いた相対距離の算出の一例を示す。図3Bに示されるように、識別子Sと、列車350に搭載されるレンズ330を通してセンサ部332に取得される識別子の画像Simgとの関係から、列車350と識別子Sの相対距離Lを既存の手段で算出することができる。また、図3Cには、識別子の画像における面積Simgと、相対距離Lの逆数(1/L)の関係が示されている。
FIG. 3B shows an example of calculation of the relative distance using the area of the image of the identifier. As shown in FIG. 3B, the relative distance L between the
なお、ここでは、識別子の画像上の面積及び位置に基づいて識別子と列車の相対距離を算出することを一例として説明したが、本発明はこれに限定されず、その他の方法を用いてもよい。例えば、もう一つの算出方法として、画像上の識別子の重心位置を用いた相対距離の算出の一例が図3Dに示されている。具体的には、列車350に搭載されるレンズ330を通してセンサ部332に取得される画像における識別子Sの重心位置dyと画像上の水平中心線との距離と、識別子Sと列車350の相対距離Lの関係とを記録しておき、当該関係から識別子Sと列車350の相対距離Lを算出する方法を用いてもよい。また、図3Eには、識別子Sの画像における重心位置dyと、識別子Sと列車350の相対距離Lの関係が示されている。
また、路線が勾配を有する場合(例えば、路線が丘、山、谷などを通る場合)には、センサデータ処理部は、識別子に埋め込まれる勾配情報を用いて、上記の相対距離計算を適宜に補正してもよい。すなわち、画像処理を用いて相対距離が算出できればよく、その方法は限定されない。その後、本処理はステップ306に進む。
Note that here, the calculation of the relative distance between the identifier and the train based on the area and position of the identifier on the image has been described as an example, but the present invention is not limited to this and other methods may be used. .. For example, as another calculation method, an example of calculation of the relative distance using the barycentric position of the identifier on the image is shown in FIG. 3D. Specifically, the distance between the center of gravity dy of the identifier S in the image acquired by the
When the route has a gradient (for example, when the route passes through hills, mountains, valleys, etc.), the sensor data processing unit appropriately uses the gradient information embedded in the identifier to calculate the relative distance. You may correct. That is, the method is not limited as long as the relative distance can be calculated using image processing. Then, the process goes to step 306.
次に、ステップ306では、センサデータ処理部は、位置情報及び相対距離を算出した識別子の数mを確認する。m=nの場合には、本処理はステップ307へと進み、m<nの場合には、本処理はステップ304へと戻る。 Next, in step 306, the sensor data processing unit confirms the position information and the number m of the identifiers whose relative distances are calculated. If m = n, the process proceeds to step 307, and if m <n, the process returns to step 304.
次に、ステップ307では、センサデータ処理部は、画像上の識別子ごとに算出した位置情報及び相対距離を列車位置推定部(例えば、図2Aに示される列車位置推定部204)に送信する。
Next, in step 307, the sensor data processing unit transmits the position information and the relative distance calculated for each identifier on the image to the train position estimating unit (for example, the train
なお、図3Aでは、抽出したn個の識別子について、すべての相対距離の推定を行う例を示しているが、必ずしも抽出した識別子のすべてについて相対距離の推定を行わなくとも良い。例えば、相対距離の推定は、少なくとも2つ以上の識別子について行えばよく、ステップ306において、n≧2の場合には、相対距離の推定処理行った識別子の数が2となった時点で、ステップ307に進むこととしてもよいし、n≧3の場合には、相対距離の推定処理行った識別子の数が3となった時点で、ステップ307に進むこととしてもよい。 Note that FIG. 3A shows an example in which the relative distances of all the extracted n identifiers are estimated, but the relative distances of all the extracted identifiers need not be estimated. For example, the relative distance may be estimated for at least two or more identifiers. In step 306, when n ≧ 2, the relative distance estimation process is performed when the number of identifiers is 2 The processing may proceed to step 307, or if n ≧ 3, the processing may proceed to step 307 when the number of identifiers subjected to the relative distance estimation processing reaches three.
以上で説明したステップ303で2つ以上の識別子が抽出されない場合(n=1の場合)には、列車の自己位置を他の手段で推定することが可能である。例えば、車両速度の積分やGNSS(Global Navigation Satellite System)を用いる方法が用いられてもよい。また、列車の運行を管理している運行管理システムに自己位置が不明(不定)であることを通知するように設定しておくことも可能である。 When two or more identifiers are not extracted in step 303 described above (when n = 1), the train's own position can be estimated by other means. For example, a method using integration of vehicle speed or GNSS (Global Navigation Satellite System) may be used. Further, it is possible to set the operation management system that manages the operation of the train so as to notify that the self position is unknown (undefined).
次に、図4を参照して、識別子の位置情報と、識別子と列車の相対距離とに基づいて、列車の自己位置(例えば、何線の何番線の何キロ地点を示す情報)の推定方法について説明する。図4は、列車位置推定部(例えば、図2Aに示される列車位置推定部204)によって実行される自己位置推定の処理の概念を示す図である。図4に示されるように、ここでは、識別子(第一識別子)401と、識別子(第二識別子)404と、列車408と、識別子401と列車408の相対距離(第一相対距離)402と、識別子404と列車408の相対距離(第二相対距離)405と、円弧(第一円弧)403と、円弧(第二円弧)406と、交差位置407とを用いて説明する。
Next, with reference to FIG. 4, a method for estimating the self-position of the train (for example, information indicating what kilometers of which line of what train) based on the position information of the identifier and the relative distance between the identifier and the train. Will be described. FIG. 4 is a diagram showing the concept of the self-position estimation processing executed by the train position estimation unit (for example, the train
列車位置推定部は、センサデータ処理部(例えば、図2Aに示されるセンサデータ処理部202)から、少なくとも2つの識別子の位置情報及び識別子と列車408の相対距離を取得する。列車位置推定部は、識別子401の位置情報(緯度、経度、標高など)と、識別子401と列車408の相対距離(第一相対距離)402とに基づいて、円弧403を描画する(つまり、列車と第一識別子との位置関係を導出する)。この円弧403は、識別子401の位置を中心とし、識別子401と列車408の相対距離を半径とする円弧である。次に、列車位置推定部は、識別子404の位置情報(緯度、経度標高など)と、識別子404と列車408の相対距離(第二相対距離)405とに基づいて、円弧406を描画する(つまり、列車と第二識別子との位置関係を導出する)。この円弧406は、識別子404の位置を中心とし、識別子404と列車408の相対距離を半径とする円弧である。そして、列車位置推定部は、円弧403と円弧406とが交差する交差位置407の位置情報(緯度、経度、標高等)を算出する。
The train position estimation unit acquires the position information of at least two identifiers and the relative distance between the train and the
列車位置推定部は、路線情報保持部203から位置情報(緯度、経度)と番線情報(何線の何番線の何キロ地点を示す情報)との関係を取得し、交差位置407の位置情報(緯度、経度、標高など)に対応する番線情報を特定し、列車408の自己位置とする。なお、交差位置407の位置情報と路線情報の位置情報は必ずしも一致するとは限らない。その場合には、交差位置407の位置情報に最も近い路線情報の位置情報の地点を算出し、その地点に対応した番線情報を用いて列車の位置を推定するようにしてもよい。最も近い路線情報の位置情報の地点の導出は交差位置と路線情報の位置情報との2点間のユークリッド距離が最小となる地点としてもよいし、ユークリッド距離に代えて、市街地距離(マンハッタン距離)が最小となる地点としてもよい。あるいは、路線情報の位置情報(緯度、経度)の点群を線分と見立て、交差位置と線分の距離が最小となる路線情報の位置情報の地点としてもよい。
The train position estimation unit obtains the relationship between the position information (latitude, longitude) and the track information (information indicating which kilometers of which line of what line) from the route
[実施例1による効果]
以上説明したように、本発明の実施例1によれば、路線の周囲に設置された複数の識別子を用いることにより、複線や複々線のように、路線が2以上平行して敷設されている状況下でも、列車がどの路線を走行しているかを、地上子を用いなくとも推定することが可能となり、自己位置推定を低コストで行うことが可能となる。
[Effects of Example 1]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, a situation where two or more lines are laid in parallel, such as a double track and a double track, by using a plurality of identifiers installed around the track. Even under the road, it becomes possible to estimate which route the train is running without using a ground child, and it is possible to perform self-position estimation at low cost.
本発明の実施例1では、路線が2線以上ある路線における自己位置推定の構成について説明したが、実施例1では、単線区間が含まれる路線における位置推定について説明する。 In the first embodiment of the present invention, the configuration of self-position estimation in a route having two or more routes has been described, but in the first embodiment, position estimation in a route including a single track section will be described.
図5は、本発明の実施例2における位置推定装置500の機能構成を示す図である。なお、センサデータ処理部502と列車位置推定部504の処理が実施例1と異なる点と、識別子505が1つである場合が存在する点以外は実施例1の構成と同様である。
FIG. 5: is a figure which shows the function structure of the
図5に示されるように、位置推定装置500は、センサ部501と、センサデータ処理部502と、路線情報保持部503と、列車位置推定部504と、判定部506とからなる。位置推定装置500は、列車の自己位置を推定し、自動列車運転装置(図示せず)の制御指令算出部に推定した自己位置を出力する装置である。
As shown in FIG. 5, the
また、路線の周辺には、識別子505が設置される。上述したように、この識別子505には、識別子505の位置情報(緯度、経度、標高など)や、路線本数に関する属性情報が埋め込まれており、位置推定装置500は、センサ部501を用いて、路線の周囲に設置される識別子505から、識別子505の位置情報及び/又は属性情報を取得する。その後、位置推定装置500は、識別子505の位置情報及び/又は属性情報と、路線情報と、識別子505と列車との相対距離とに基づいて、列車の自己位置を計算する。なお、これらの機能部は図2Aで示される機能部と実質的に同様であるため、その説明をここでは省略する。
Further, an
次に、図6を参照して、本発明の実施例2に係るセンサデータ処理部の処理について説明する。 Next, the processing of the sensor data processing unit according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図6は、実施例2におけるセンサデータ処理部502によって実行される位置情報・相対距離算出の処理手順を示すフローチャートである。なお、図6では、センサデータとして、識別子が写る画像や、識別子に含まれる二次元バーコードを用いた例で説明するが、本発明はこれに限定されない。また、図6のフローチャートに示される処理は位置推定装置の演算周期ごとに実行されてもよい。 FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure of position information / relative distance calculation executed by the sensor data processing unit 502 according to the second embodiment. In addition, in FIG. 6, an example in which an image of an identifier or a two-dimensional barcode included in the identifier is used as the sensor data will be described, but the present invention is not limited to this. Further, the process shown in the flowchart of FIG. 6 may be executed at every calculation cycle of the position estimation device.
ステップ601では、センサ部(例えば、図5に示されるセンサ部501)は、識別子の画像を取得する。その後、本処理はステップ602に進む。
In step 601, the sensor unit (for example, the
次に、ステップ602では、センサデータ処理部(例えば、図5に示されるセンサデータ処理部502)は、ステップ601で取得した画像に画像処理を施すことにより識別子(具体的には、識別子に含まれる二次元バーコード)を抽出する。画像中に複数の識別子が存在する場合には、センサデータ処理部はそれぞれの識別子に任意の固有番号(文字列や数字列など)を付ける。その後、本処理はステップ603に進む。 Next, in step 602, the sensor data processing unit (for example, the sensor data processing unit 502 shown in FIG. 5) performs image processing on the image acquired in step 601 to generate an identifier (specifically, the identifier is included in the identifier. 2D bar code). When there are a plurality of identifiers in the image, the sensor data processing unit gives each identifier an arbitrary unique number (character string, numeral string, etc.). Then, the process goes to step 603.
次に、ステップ603では、センサデータ処理部は、ステップ602で抽出された識別子の数nを確認する。n≧1の場合には、本処理はステップ604へと進み、n=0の場合には、本処理は終了する。 Next, in step 603, the sensor data processing unit confirms the number n of the identifiers extracted in step 602. If n ≧ 1, the process proceeds to step 604, and if n = 0, the process ends.
次に、ステップ604では、センサデータ処理部は、ステップ602で抽出された識別子から任意の固有番号の識別子を選択し、ステップ602で抽出された識別子から任意の固有番号の識別子を選択し、選択した識別子の二次元バーコードに埋め込まれた位置情報(緯度、経度、標高等)と、識別子が設置されている路線が単線または複線であるかを示す属性情報と、を取得するする。その後、本処理はステップ605に進む。 Next, in step 604, the sensor data processing unit selects an identifier with an arbitrary unique number from the identifiers extracted in step 602, selects an identifier with an arbitrary unique number from the identifiers extracted in step 602, and selects the identifier. The position information (latitude, longitude, altitude, etc.) embedded in the two-dimensional barcode of the identifier and the attribute information indicating whether the route on which the identifier is installed are single-track or double-track are acquired. Then, the process proceeds to step 605.
次に、ステップ605では、センサデータ処理部は、認識した識別子と列車の相対距離を算出する。具体的には、センサデータ処理部は、センサ部によって取得された画像から、当該画像における識別子の面積を算出する。その後、センサデータ処理部は、今回の計算で得られた識別子の画像上の面積又は線さ上の識別子の位置と、予め測定しておいた識別子の面積又は位置を相対距離の関係を記憶しておいたデータとから、認識したそれぞれの識別子と列車の相対距離を推定する(すなわち、複数の識別子が認識された場合には、識別子ごとに相対距離を算出する。例えば、n≧2の場合には、第一識別子からn番目の識別子までのそれぞれの識別子に対して相対距離の計算が行われてもよい。)
なお、ここでは、識別子の画像上の面積及び位置に基づいて識別子と列車の相対距離を算出することを一例として説明したが、本発明はこれに限定されず、その他の方法を用いてもよい。例えば、画像上の識別子の重心位置と画像上の水平中心線との距離と、識別子と列車の相対距離の関係とを記録しておき、当該関係から識別子と列車の相対距離を算出する方法を用いてもよい。すなわち、画像処理を用いて相対距離が算出できればよく、その方法は限定されない。その後、本処理はステップ606に進む。
Next, in step 605, the sensor data processing unit calculates the recognized identifier and the relative distance between the trains. Specifically, the sensor data processing unit calculates the area of the identifier in the image from the image acquired by the sensor unit. After that, the sensor data processing unit stores the relationship of the relative distance between the area of the identifier on the image or the position of the identifier on the line obtained by this calculation and the area or position of the identifier measured in advance. The relative distance between each recognized identifier and the train is estimated from the saved data (that is, when a plurality of identifiers are recognized, the relative distance is calculated for each identifier. For example, when n ≧ 2 , The relative distance may be calculated for each identifier from the first identifier to the nth identifier.)
Note that here, the calculation of the relative distance between the identifier and the train based on the area and position of the identifier on the image has been described as an example, but the present invention is not limited to this and other methods may be used. .. For example, a method of recording the distance between the center of gravity of the identifier on the image and the horizontal center line on the image, and the relationship between the relative distance between the identifier and the train and calculating the relative distance between the identifier and the train from the relationship is recorded. You may use. That is, the method is not limited as long as the relative distance can be calculated using image processing. Then, the process goes to step 606.
次に、ステップ606では、判定部(例えば、図5に示される判定部506)は、属性情報から、列車が走行している路線が単線(単線区間が路線に含まれているか)か否かを判定する。路線が単線の場合には、本処理はステップ609へと進み、単線でない場合にはステップ607へと進む。
Next, in step 606, the determination unit (for example, the
次に、ステップ607では、センサデータ処理部は、ステップ602で抽出された識別子の数nを確認する。n≧2の場合には、本処理はステップ608へと進み、n=1の場合には、本処理は終了する。 Next, in step 607, the sensor data processing unit confirms the number n of the identifiers extracted in step 602. If n ≧ 2, the process proceeds to step 608, and if n = 1, the process ends.
次に、ステップ608では、センサデータ処理部は、位置情報及び相対距離を算出した識別子の数mを確認する。m=nの場合には、本処理はステップ609へと進み、m<nの場合には、本処理はステップ604へと戻る。 Next, in step 608, the sensor data processing unit confirms the position information and the number m of the identifiers whose relative distances are calculated. If m = n, the process proceeds to step 609. If m <n, the process returns to step 604.
次に、ステップ609では、センサデータ処理部は、画像上の識別子ごとに算出した位置情報、相対距離、及び属性情報を列車位置推定部(例えば、図5に示される列車位置推定部504)に送信する。
Next, in step 609, the sensor data processing unit causes the train position estimating unit (for example, the train
以上説明した図6では、抽出したn個の識別子について、すべての相対距離の推定を行う例を示しているが、必ずしも抽出した識別子のすべてについて相対距離の推定を行わなくとも良い。例えば、相対距離の推定は、少なくとも2つ以上の識別子について行えばよく、ステップ608において、n≧2の場合には、相対距離の推定処理行った識別子の数が2となった時点で、ステップ609に進むこととしてもよいし、n≧3の場合には、相対距離の推定処理行った識別子の数が3となった時点で、ステップ609に進むこととしてもよい。 Although FIG. 6 described above shows an example of estimating the relative distances of all the extracted n identifiers, it is not always necessary to estimate the relative distances of all the extracted identifiers. For example, the relative distance may be estimated for at least two or more identifiers. In step 608, if n ≧ 2, the relative distance estimation process is performed when the number of identifiers is two, The processing may proceed to step 609, or if n ≧ 3, the processing may proceed to step 609 when the number of identifiers subjected to the relative distance estimation processing reaches three.
なお、以上説明したステップ603及びステップ607で必要な数以上の識別子が抽出されない場合には、列車の自己位置を他の手段で推定することが可能である。例えば、車両速度の積分やGNSS(Global Navigation Satellite System)を用いる方法が用いられてもよい。また、列車の運行を管理している運行管理システムに自己位置が不明(不定)であることを通知するよう設定しておくことも可能である。 If the required number of identifiers is not extracted in steps 603 and 607 described above, the train's own position can be estimated by other means. For example, a method using integration of vehicle speed or GNSS (Global Navigation Satellite System) may be used. It is also possible to set the operation management system that manages the operation of the train to notify that its own position is unknown (undefined).
次に、図7を参照して、識別子の位置情報と、識別子と列車の相対距離とに基づいて、列車の自己位置(例えば、何線の何番線の何キロ地点を示す情報)の推定方法について説明する。
図7は、列車位置推定部(例えば、図5に示される列車位置推定部504)によって実行される自己位置推定の処理の概念を示す図である。図7に示されるように、ここでは、識別子701と、線分704と、列車706と、識別子701と列車708の相対距離702と、円弧703と、交差位置705とを用いて説明する。
Next, with reference to FIG. 7, a method for estimating the self-position of the train (for example, information indicating which kilometers of what line and what line) based on the identifier position information and the relative distance between the identifier and the train. Will be described.
FIG. 7 is a diagram showing the concept of the self-position estimation processing executed by the train position estimation unit (for example, the train
列車位置推定部(例えば、図5に示す列車位置推定部504)は、センサデータ処理部(例えば、図2Aに示されるセンサデータ処理部502)から、属性情報を取得する。
なお、この属性情報が、路線が単線ではないことを示している場合の処理は実施例1と同様であるため、ここではその説明を省略する。
The train position estimation unit (for example, the train
The process when the attribute information indicates that the route is not a single line is the same as that in the first embodiment, and therefore the description thereof is omitted here.
属性情報が、路線が単線であることを示している場合には、列車位置推定部は、1つの識別子の位置情報及び識別子と列車706の相対距離を取得する。その後、列車位置推定部は、識別子701(例えば、第一識別子)の位置情報(緯度、経度、標高など)と、識別子701と列車706の相対距離702とに基づいて、円弧703を描画する(つまり、列車と第一識別子の位置関係を導出する)。この円弧703は、識別子701の位置を中心とし、識別子701と列車706の相対距離を半径とする円弧である。次に、列車位置推定部は、識別子の位置情報(緯度、経度、標高など)と、路線情報とに基づいて、列車が何線に在線しているかを特定し、特定した路線の路線情報(緯度、経度、標高などを示す情報)から、当該路線の長手方向の中心位置に沿う線分704を描画する。そして、列車位置推定部は、円弧703と線分704の交差位置705の位置情報(緯度、経度標高等)を算出する。
When the attribute information indicates that the route is a single track, the train position estimation unit acquires the position information of one identifier and the relative distance between the identifier and the train 706. Then, the train position estimation unit draws the
次に、列車位置推定部は、路線情報保持部(例えば、図5に示される路線情報保持部503)から、位置情報(緯度、経度)と番線情報(何線の何番線の何キロ地点を示す情報)との関係を取得し、交差位置705の位置情報(緯度、経度、標高など)に対応する番線情報を特定し、列車706の自己位置とする。
Next, the train position estimation unit determines the position information (latitude, longitude) and number information (what number line and what kilometer point of what line) from the route information holding unit (for example, the route
[実施例2による効果]
以上説明したように、本発明の実施例2によれば、路線が単線の場合には、より少ない識別子で自己位置を推定することができる。例えば、実施例2で説明した位置推定処理では、単線区間において識別子が一つしか認識されない場合にも、列車の自己位置を推定することが可能となる。
[Effects of Second Embodiment]
As described above, according to the second embodiment of the present invention, when the route is a single line, the self-position can be estimated with a smaller number of identifiers. For example, in the position estimation processing described in the second embodiment, it is possible to estimate the train's own position even when only one identifier is recognized in the single track section.
上記の実施例1及び実施例2では、センサデータが画像で、識別子には二次元バーコードが含まれる例で説明したが、本発明はこれに限定されない。また、識別子の位置情報の取得と、識別子と自列車の相対距離の取得は同一のセンサで実施してもよく、異なるセンサで実施してもよい。例えば、識別子の位置情報を二次元バーコードの画像処理で取得し、識別子と列車の相対距離をミリ波センサやLIDAR(Light Detection and Ranging)のセンサを用いて取得する構成も可能である。また別の実施形態としては、識別子は、当該識別子の位置情報を示すデータデータを送信(配信)し、列車のセンサで当該データを受信する構成も可能である。このデータ通信には、電波を用いたものや、可視光を用いたものも使用可能である。すなわち、識別子の位置情報と、識別子と自列車の相対距離が位置推定装置で取得できればよく、センサの種類や情報の授受は限定されない。 Although the sensor data is an image and the identifier includes a two-dimensional bar code in the first and second embodiments, the present invention is not limited to this. Further, the acquisition of the position information of the identifier and the acquisition of the relative distance between the identifier and the own train may be performed by the same sensor or different sensors. For example, a configuration is possible in which the position information of the identifier is acquired by image processing of a two-dimensional barcode and the relative distance between the identifier and the train is acquired using a millimeter wave sensor or a LIDAR (Light Detection and Ranging) sensor. As another embodiment, the identifier may be configured to transmit (distribute) data data indicating the position information of the identifier, and receive the data with a train sensor. For this data communication, it is possible to use one using radio waves and one using visible light. That is, the position information of the identifier and the relative distance between the identifier and the own train may be acquired by the position estimation device, and the type of sensor and the exchange of information are not limited.
また、実施例1及び実施例2では、識別子の位置情報として緯度、経度などを用いて説明したが、本発明はこれに限定されない。識別子の位置が一意に特定できる位置情報の表現であれば、その形式は限定されない。 Further, in the first and second embodiments, the latitude and longitude are used as the position information of the identifier, but the present invention is not limited to this. The format is not limited as long as it is an expression of position information that can uniquely specify the position of the identifier.
以上説明したように、本発明の一態様は、路線の周囲に設置された識別子を用いて列車の位置を推定する位置推定装置である。識別子は、第一識別子と第二識別子とを含み、位置推定装置は、識別子の位置を示す識別子位置情報と、路線本数に関する属性情報(以下「属性情報」という)と、識別子に対する列車の相対位置を示す相対位置情報と、路線の情報を示す路線情報とを取得するセンサ部と、属性情報に基づいて、路線が単線であるか否かを判定する判定部と、識別子位置情報と、相対位置情報と、路線情報とに基づいて、列車の位置を推定する列車位置推定部とを備える。判定部が、路線は単線であると判定した場合には、列車位置推定部は、路線情報と、第一識別子の位置情報と、第一識別子に対する列車の相対位置情報とに基づいて、列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定する。判定部が、路線は単線ではないと判定した場合には、列車位置推定部は、路線情報と、第一識別子の位置情報と、第一識別子に対する列車の第一相対位置情報と、第二識別子の位置情報と、第二識別子に対する列車の第二相対位置情報とに基づいて、列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定する。 As described above, one aspect of the present invention is a position estimation device that estimates the position of a train using an identifier installed around a route. The identifier includes a first identifier and a second identifier, and the position estimation device determines identifier position information indicating the position of the identifier, attribute information regarding the number of routes (hereinafter referred to as “attribute information”), and a relative position of the train with respect to the identifier. Sensor unit for acquiring relative position information indicating the route information and route information indicating the route information, a determination unit for determining whether or not the route is a single line based on the attribute information, identifier position information, and a relative position. A train position estimation unit that estimates the position of the train based on the information and the route information. When the determination unit determines that the route is a single track, the train position estimation unit determines that the train is based on the route information, the position information of the first identifier, and the relative position information of the train with respect to the first identifier. Determine which point on which line is located. When the determining unit determines that the route is not a single track, the train position estimating unit determines the route information, the position information of the first identifier, the first relative position information of the train with respect to the first identifier, and the second identifier. Of the train and the second relative position information of the train with respect to the second identifier, it is determined at which point on which route the train is located.
これにより、電源立上げ時の自己位置が不明な状態でも、地上子を用いなくとも、列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定することができ、列車の位置を推定するための実施コストを抑えることができる。 As a result, even when the self-position at power-on is unknown, it is possible to determine at which point on which line the train is located without using the ground wire, and to estimate the position of the train. Implementation costs can be reduced.
また、本発明の他の態様において、識別子に含まれる情報を取得するセンサ部と、相対位置情報を取得するセンサ部とが同一であってもよい。 In another aspect of the present invention, the sensor unit that acquires the information included in the identifier and the sensor unit that acquires the relative position information may be the same.
これにより、識別子に含まれる情報を取得する機能と、識別子と列車との相対距離を算出する機能とを同一の汎用的センサで行うことによって、センサのコストを抑えることができ、列車の位置を推定する処理を低コストで実現することができる。 Thus, by performing the function of acquiring the information included in the identifier and the function of calculating the relative distance between the identifier and the train with the same general-purpose sensor, the cost of the sensor can be suppressed and the position of the train can be determined. The estimating process can be realized at low cost.
また、本発明の他の態様において、識別子に含まれる情報を取得するセンサ部と、相対位置情報を取得するセンサ部とを異ならせることができる。 In another aspect of the present invention, the sensor unit that acquires the information included in the identifier and the sensor unit that acquires the relative position information can be different.
これによって、識別子に含まれる情報を取得する機能と、識別子と列車との相対距離を算出する機能とを個別の専用センサで行うことが可能となり、それぞれのタスクに特化したセンサを使用することができるため、列車の位置推定の制度が向上する効果が得られる。 This makes it possible to perform the function of acquiring the information contained in the identifier and the function of calculating the relative distance between the identifier and the train with separate dedicated sensors, and use a sensor specialized for each task. As a result, the effect of improving the train position estimation system can be obtained.
また、本発明の他の態様において、センサ部は、属性情報を識別子から取得することができる。 Further, in another aspect of the present invention, the sensor unit can acquire the attribute information from the identifier.
これによって、センサ部は、識別子を検出した際、列車が現在走行している路線が単線か否かを判定することができ、列車の位置推定処理をより確実に行うことができる。 With this, when the sensor unit detects the identifier, the sensor unit can determine whether or not the route the train is currently traveling on is a single track, and can more reliably perform the position estimation process of the train.
また、本発明の他の態様において、位置推定装置は、路線情報保持部を更に備え、センサ部は、属性情報を路線情報保持部から取得することができる。 Further, in another aspect of the present invention, the position estimation device further includes a route information holding unit, and the sensor unit can acquire the attribute information from the route information holding unit.
これによって、属性情報を予め路線情報保持部に格納し、必要に応じて取得する構成を用いることが可能となり、属性情報の可用性が向上し、列車の位置推定処理をより確実に行うことができる。 This makes it possible to use a configuration in which the attribute information is stored in the route information holding unit in advance and is acquired as needed, the availability of the attribute information is improved, and the position estimation process of the train can be performed more reliably. ..
また、本発明の他の態様において、請求項1に記載の位置推定装置において、路線が単線であると判定部に判定される場合には、列車位置推定部は、第一識別子の位置情報と、第一相対位置情報とに基づいて、列車と第一識別子の位置関係を導出し、列車と第一識別子の位置関係と、路線情報とに基づいて、第一識別子の位置情報と、路線情報とに基づいて、列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定することができる。
Further, in another aspect of the present invention, in the position estimation device according to
これによって、路線が単線の場合でも、地上子を用いなくとも、列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定することができ、列車の位置を推定するための実施コストを抑えることができる。 This makes it possible to determine at which point on which route the train is located, even if the route is a single line, without using a ground wire, and it is possible to reduce the implementation cost for estimating the position of the train. it can.
また、本発明の他の態様において、路線が単線ではないと判定部に判定される場合には、列車位置推定部は、第一識別子の位置情報と、第一相対位置情報とに基づいて、第一円弧を計算し、第二識別子の位置情報と、第二相対位置情報とに基づいて、第二円弧を計算し、第一円弧及び第二円弧がお互いに交差する交差位置を特定し、交差位置の位置情報を算出し、交差位置の位置情報を、路線情報に照らし合わせることによって、列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定することができる。 Further, in another aspect of the present invention, when the determination unit determines that the route is not a single track, the train position estimation unit, based on the position information of the first identifier, the first relative position information, The first arc is calculated, based on the position information of the second identifier and the second relative position information, the second arc is calculated, and the intersection position where the first arc and the second arc intersect each other is specified, By calculating the position information of the intersection position and comparing the position information of the intersection position with the route information, it is possible to determine at which point on which route the train is located.
これによって、路線が単線ではない(つまり、複線)の場合でも、地上子を用いなくとも、列車がどの路線のどの地点に在線しているかを精度高く判定することができ、列車の位置を推定するための実施コストを抑えることができる。 With this, even if the route is not a single line (that is, multiple lines), it is possible to accurately determine at which point on which route the train is located without using the ground train, and to estimate the position of the train. The implementation cost for doing so can be suppressed.
また、位置推定装置を一例として本発明を説明したが、本発明はそれに限定されず、方法やコンピュータに実行されるプログラムとして実現されてもよい。これにより、電源立上げ時の自己位置が不明な状態でも、地上子を用いることなく、列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定することができ、列車の位置を推定するための実施コストを抑えることができる。 Further, although the present invention has been described by taking the position estimation device as an example, the present invention is not limited thereto and may be realized as a method or a program executed by a computer. As a result, even if the self-position at power-on is unknown, it is possible to determine at which point on which line the train is located without using the ground wire, and to estimate the position of the train. Implementation costs can be reduced.
例えば、本発明の一態様は、路線の周囲に設置された識別子を用いて列車の位置を推定する、位置推定装置によって実行される位置推定方法であって、前記識別子は、第一識別子と第二識別子とを含み、前記位置推定装置は、前記識別子の位置を示す識別子位置情報と、路線本数に関する属性情報(以下「属性情報」という)と、前記識別子に対する前記列車の相対位置を示す相対位置情報と、路線の情報を示す路線情報とを取得するセンサ部と、前記属性情報に基づいて、路線が単線であるか否かを判定する判定部と、前記識別子位置情報と、前記相対位置情報と、前記路線情報とに基づいて、前記列車の位置を推定する列車位置推定部とを備え、前記位置推定方法は、前記属性情報に基づいて、路線が単線であるか否かを前記判定部によって判定するステップと、路線が単線であると判定される場合には、前記路線情報と、前記第一識別子の位置情報と、前記第一識別子に対する前記列車の相対位置情報とに基づいて、前記列車がどの路線のどの地点に在線しているかを前記列車位置推定部によって判定するステップと、路線が単線ではないと判定される場合には、前記路線情報と、前記第一識別子の位置情報と、前記第一識別子に対する前記列車の第一相対位置情報と、前記第二識別子の位置情報と、前記第二識別子に対する前記列車の第二相対位置情報とに基づいて、前記列車がどの路線のどの地点に在線しているかを前記列車位置推定部によって判定するステップと、を含む。 For example, one aspect of the present invention is a position estimation method executed by a position estimation device that estimates the position of a train using an identifier installed around a route, and the identifier is a first identifier and a first identifier. Including the two identifiers, the position estimation device, the identifier position information indicating the position of the identifier, attribute information about the number of routes (hereinafter referred to as "attribute information"), relative position indicating the relative position of the train with respect to the identifier. Information, a sensor unit that acquires route information indicating route information, a determination unit that determines whether or not the route is a single line based on the attribute information, the identifier position information, and the relative position information And a train position estimating unit that estimates the position of the train based on the route information, and the position estimating method determines whether the route is a single line based on the attribute information. When the determination step by, and the route is determined to be a single line, based on the route information, the position information of the first identifier, and the relative position information of the train with respect to the first identifier, the A step of determining at which point on which route the train is located by the train position estimation unit, and when the route is determined not to be a single line, the route information and the position information of the first identifier, , Which of the routes the train is based on the first relative position information of the train with respect to the first identifier, the position information of the second identifier, and the second relative position information of the train with respect to the second identifier. The train position estimating unit determines whether the train is at a point.
また、本発明の他の態様において、路線の周囲に設置された識別子を用いて列車の位置を推定する、位置推定装置によって実行される位置推定プログラムであって、前記識別子は、第一識別子と第二識別子とを含み、前記位置推定装置は、前記識別子の位置を示す識別子位置情報と、路線本数に関する属性情報(以下「属性情報」という)と、前記識別子に対する前記列車の相対位置を示す相対位置情報と、路線の情報を示す路線情報とを取得するセンサ部と、前記属性情報に基づいて、路線が単線であるか否かを判定する判定部と、前記識別子位置情報と、前記相対位置情報と、前記路線情報とに基づいて、前記列車の位置を推定する列車位置推定部とを備え、前記位置推定プログラムは、前記属性情報に基づいて、路線が単線であるか否かを前記判定部によって判定するステップと、路線が単線であると判定される場合には、前記路線情報と、前記第一識別子の位置情報と、前記第一識別子に対する前記列車の相対位置情報とに基づいて、前記列車がどの路線のどの地点に在線しているかを前記列車位置推定部によって判定するステップと、路線が単線ではないと判定される場合には、前記路線情報と、前記第一識別子の位置情報と、前記第一識別子に対する前記列車の第一相対位置情報と、前記第二識別子の位置情報と、前記第二識別子に対する前記列車の第二相対位置情報とに基づいて、前記列車がどの路線のどの地点に在線しているかを前記列車位置推定部によって判定するステップと、を含む。 In another aspect of the present invention, a position estimation program executed by a position estimation device that estimates the position of a train using an identifier installed around a route, wherein the identifier is a first identifier. A second identifier, and the position estimation device includes identifier position information indicating the position of the identifier, attribute information regarding the number of routes (hereinafter referred to as “attribute information”), and a relative position indicating the relative position of the train with respect to the identifier. Position information, a sensor unit that acquires route information indicating route information, a determination unit that determines whether or not the route is a single line based on the attribute information, the identifier position information, and the relative position A train position estimation unit that estimates the position of the train based on the information and the route information, and the position estimation program determines whether the route is a single track based on the attribute information. The step of determining by the section, when the route is determined to be a single line, based on the route information, the position information of the first identifier, and the relative position information of the train with respect to the first identifier, A step of determining by the train position estimating unit which point of which route the train is, and if the route is not a single line, the route information and the position information of the first identifier. And, based on the first relative position information of the train with respect to the first identifier, the position information of the second identifier, and the second relative position information of the train with respect to the second identifier, of which route the train is A step of determining at which point the train is located by the train position estimating unit.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
200 位置推定装置
201 センサ部
202 センサデータ処理部
203 路線情報保持部
204 列車位置推定部
205 識別子
206 判定部
401 第一識別子
402 第一相対距離
403 第一円弧
404 第二識別子
405 第二相対距離
406 第二円弧
407 交差位置
408 列車
200
Claims (9)
前記識別子は、第一識別子と第二識別子とを含み、
前記位置推定装置は、
前記識別子の位置を示す識別子位置情報と、路線本数に関する属性情報(以下「属性情報」という)と、前記識別子に対する前記列車の相対位置を示す相対位置情報と、路線の情報を示す路線情報とを取得するセンサ部と、
前記属性情報に基づいて、路線が単線であるか否かを判定する判定部と、
前記識別子位置情報と、前記相対位置情報と、前記路線情報とに基づいて、前記列車の位置を推定する列車位置推定部とを備え、
前記判定部が、路線は単線であると判定した場合には、
前記列車位置推定部は、
前記路線情報と、前記第一識別子の位置情報と、前記第一識別子に対する前記列車の相対位置情報とに基づいて、前記列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定し、
前記判定部が、路線は単線ではないと判定した場合には、
前記列車位置推定部は、
前記路線情報と、前記第一識別子の位置情報と、前記第一識別子に対する前記列車の第一相対位置情報と、前記第二識別子の位置情報と、前記第二識別子に対する前記列車の第二相対位置情報とに基づいて、前記列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定することを特徴とする位置推定装置。 A position estimating device for estimating the position of a train using an identifier installed around a line,
The identifier includes a first identifier and a second identifier,
The position estimation device,
Identifier position information indicating the position of the identifier, attribute information regarding the number of routes (hereinafter referred to as “attribute information”), relative position information indicating the relative position of the train with respect to the identifier, and route information indicating route information. The sensor part to acquire,
A determination unit that determines whether or not the route is a single line based on the attribute information,
Based on the identifier position information, the relative position information, and the route information, a train position estimation unit that estimates the position of the train,
When the determination unit determines that the route is a single line,
The train position estimation unit,
Based on the route information, the position information of the first identifier, and the relative position information of the train with respect to the first identifier, it is determined at which point on which route the train is located,
If the determination unit determines that the route is not a single track,
The train position estimation unit,
The route information, position information of the first identifier, first relative position information of the train with respect to the first identifier, position information of the second identifier, second relative position of the train with respect to the second identifier A position estimating device that determines at which point on which route the train is located based on the information.
前記センサ部は、前記属性情報を前記識別子から取得することを特徴とする位置推定装置。 The position estimation device according to claim 1,
The position estimation device, wherein the sensor unit acquires the attribute information from the identifier.
前記位置推定装置は、
路線情報保持部を更に備え、
前記センサ部は、前記属性情報を前記路線情報保持部から取得することを特徴とする位置推定装置。 The position estimation device according to claim 1,
The position estimation device,
Further equipped with a route information holding unit,
The position estimating device, wherein the sensor unit acquires the attribute information from the route information holding unit.
路線が単線であると前記判定部に判定される場合には、
前記列車位置推定部は、
前記第一識別子の位置情報と、前記第一相対位置情報とに基づいて、前記列車と前記第一識別子の位置関係を導出し、
前記列車と前記第一識別子の位置関係と、前記路線情報とに基づいて、前記列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定することを特徴とする位置推定装置。 The position estimation device according to claim 1,
If the determination unit determines that the route is a single line,
The train position estimation unit,
Based on the position information of the first identifier and the first relative position information, derive the positional relationship between the train and the first identifier,
A position estimating device that determines at which point on which route the train is located based on the positional relationship between the train and the first identifier and the route information.
路線が単線ではないと前記判定部に判定される場合には、
前記列車位置推定部は、
前記第一識別子の位置情報と、前記第一相対位置情報とに基づいて、第一円弧を計算し、
前記第二識別子の位置情報と、前記第二相対位置情報とに基づいて、第二円弧を計算し、
前記第一円弧及び前記第二円弧がお互いに交差する交差位置を特定し、前記交差位置の位置情報を算出し、
前記交差位置の位置情報を、前記路線情報に照らし合わせることによって、前記列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定することを特徴とする位置推定装置。 The position estimation device according to claim 1,
If the determination unit determines that the route is not a single line,
The train position estimation unit,
Based on the position information of the first identifier and the first relative position information, calculate a first arc,
Based on the position information of the second identifier and the second relative position information, calculate a second arc,
The intersection position where the first arc and the second arc intersect each other is specified, and position information of the intersection position is calculated,
A position estimating device characterized by determining at which point on which route the train is located by comparing the position information of the intersection position with the route information.
前記識別子は、第一識別子と第二識別子とを含み、
前記位置推定方法は、
路線本数に関する属性情報(以下「属性情報」という)に基づいて、路線が単線であるか否かを判定するステップと、
路線が単線であると判定した場合には、
路線の情報を示す路線情報と、前記第一識別子の位置情報と、前記第一識別子に対する前記列車の相対位置情報とに基づいて、前記列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定するステップと、
路線が単線ではないと判定した場合には、
前記路線情報と、前記第一識別子の位置情報と、前記第一識別子に対する前記列車の第一相対位置情報と、前記第二識別子の位置情報と、前記第二識別子に対する前記列車の第二相対位置情報とに基づいて、前記列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定するステップと、
を含む位置推定方法。 A position estimation method for estimating the position of a train using an identifier installed around a line,
The identifier includes a first identifier and a second identifier,
The position estimation method,
A step of determining whether or not the route is a single line, based on attribute information regarding the number of routes (hereinafter referred to as "attribute information");
If it is determined that the route is a single line,
Based on the route information indicating the route information, the position information of the first identifier, and the relative position information of the train with respect to the first identifier, it is determined at which point on which route the train is located. Steps,
If it is determined that the route is not a single line,
The route information, position information of the first identifier, first relative position information of the train with respect to the first identifier, position information of the second identifier, second relative position of the train with respect to the second identifier Based on the information, a step of determining at which point on which route the train is located,
Position estimation method including.
前記識別子は、第一識別子と第二識別子とを含み、
前記位置推定プログラムは、
路線本数に関する属性情報(以下「属性情報」という)に基づいて、路線が単線であるか否かを判定するステップと、
路線が単線であると判定した場合には、
路線の情報を示す路線情報と、前記第一識別子の位置情報と、前記第一識別子に対する前記列車の相対位置情報とに基づいて、前記列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定するステップと、
路線が単線ではないと判定した場合には、
前記路線情報と、前記第一識別子の位置情報と、前記第一識別子に対する前記列車の第一相対位置情報と、前記第二識別子の位置情報と、前記第二識別子に対する前記列車の第二相対位置情報とに基づいて、前記列車がどの路線のどの地点に在線しているかを判定するステップと、
を含む位置推定プログラム。 A position estimation program that estimates the position of a train using an identifier installed around the line,
The identifier includes a first identifier and a second identifier,
The position estimation program is
A step of determining whether or not the route is a single line, based on attribute information regarding the number of routes (hereinafter referred to as "attribute information");
If it is determined that the route is a single line,
Based on the route information indicating the route information, the position information of the first identifier, and the relative position information of the train with respect to the first identifier, it is determined at which point on which route the train is located. Steps,
If it is determined that the route is not a single line,
The route information, position information of the first identifier, first relative position information of the train with respect to the first identifier, position information of the second identifier, second relative position of the train with respect to the second identifier Based on the information, a step of determining at which point on which route the train is located,
Position estimation program including.
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