CN110914711A - 定位装置 - Google Patents
定位装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110914711A CN110914711A CN201880044911.0A CN201880044911A CN110914711A CN 110914711 A CN110914711 A CN 110914711A CN 201880044911 A CN201880044911 A CN 201880044911A CN 110914711 A CN110914711 A CN 110914711A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- satellite
- error
- mobile body
- navigation
- positioning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
- G01S19/48—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system
- G01S19/49—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system whereby the further system is an inertial position system, e.g. loosely-coupled
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/23—Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
- G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/393—Trajectory determination or predictive tracking, e.g. Kalman filtering
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
- G01S19/45—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
- G01S19/47—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement the supplementary measurement being an inertial measurement, e.g. tightly coupled inertial
Abstract
本发明涉及定位装置。定位装置具备:卫星定位部(104),基于GNSS接收机(2)接收的导航信号来获取通过卫星导航定位的移动体的位置;自主定位部(108),基于卫星信息和举动检测传感器(7)的检测值来推定上述移动体的移动轨迹,并基于基准点和上述移动体的移动轨迹来推定上述移动体的位置,上述卫星信息是在上述卫星导航中运算上述移动体的位置前的信息;以及误差推定部(107),推定上述卫星定位部定位的上述移动体的位置的误差亦即卫星定位误差、和上述自主定位部推定出的上述移动体的位置的误差亦即自主定位误差。上述自主定位部基于上述卫星定位误差小于上述自主定位误差而将上述卫星定位部获取的上述移动体的位置设为上述基准点。
Description
相关申请的交叉引用
本申请基于2017年7月7日申请的日本专利申请号2017-133970号,并在此引用其记载内容。
技术领域
本公开涉及减少定位的误差的定位装置。
背景技术
广泛周知一种具备接收GNSS(Global Navigation Satellite System:全球导航卫星系统)具备的导航卫星发送的导航信号的GNSS接收机,并基于GNSS接收机接收到的导航信号来测定当前位置的技术。使用该技术依次测定移动体的位置的变化的技术也有时被称为卫星导航。
另外,也广泛周知一种基于检测移动体的举动的各种的举动检测传感器检测的检测值来推定移动体的移动轨迹,并基于基准点和移动轨迹来推定位置的技术。该技术也有时被称为自主导航。也已知将卫星导航和自主导航组合来依次测定位置的变化的技术。
在专利文献1中公开了将卫星导航和自主导航组合来定位车辆的位置的系统。在专利文献1中,判定卫星导航的测定数据是否能够使用,在不能使用的情况下,从卫星导航切换为基于自主导航的定位。换言之,在专利文献1中,如果卫星导航的测定数据能使用则进行卫星导航。为了判断卫星导航的测定数据是否能够使用,而将导航卫星的补充数是能够定位的数量以上、补充的导航卫星的定位精度是规定以上设为条件之一。
另外,也已知例如如专利文献2、3所记载那样将从导航信号获得的伪距等位置推定前的数据、和从举动检测传感器推定的位置变化量合并来进行位置推定的方法。在本说明书中,将该方法设为紧耦合。此外,由于紧耦合也使用举动检测传感器的检测值,所以是自主导航的一种。
最广泛周知一种如下的方法:卫星导航通过从四个以上的卫星在相同的定时获取导航信号,并求解将移动体的三维坐标和时钟误差作为未知数的联立方程式,来决定移动体的位置的方法。
此外,作为卫星导航,也已知专利文献4所公开的方法。在专利文献4中公开了使用导航信号的多普勒频率的位移量的方法。在专利文献4所公开的方法中,根据多普勒频率的位移量来计算车辆的速度向量,根据该速度向量来计算本车辆轨迹。而且,将从该本车辆轨迹上的点到卫星的距离与伪距的差设为评价值,并使本车辆轨迹平行移动,以使得评价值最小。由于该方法也使用导航信号,而没有使用举动检测传感器的检测值,所以是卫星导航的一种。
专利文献1:日本特开2017-3395号公报
专利文献2:日本特开2013-113789号公报
专利文献3:日本特开2017-9294号公报
专利文献4:日本特开2011-209268号公报
在通过紧耦合进行位置推定的情况下,位置推定的误差小于不使用导航信号的自主导航。因此,在进行基于紧耦合的位置推定方法作为自主导航的情况下,若如专利文献1那样如果卫星导航的测定数据能使用则进行卫星导航,则有可能增大位置推定的误差。
发明内容
本公开的目的在于提供能够减小位置推定的误差的定位装置。
根据本公开的一个方式的定位装置具备:卫星定位部,基于GNSS接收机接收的导航信号来获取通过卫星导航定位的移动体的位置;自主定位部,基于卫星信息和举动检测传感器的检测值来推定移动体的移动轨迹,并基于基准点和举动检测传感器的检测值来推定移动体的位置,卫星信息是在卫星导航中运算移动体的位置前的信息;以及误差推定部,推定卫星定位误差和自主定位误差,卫星定位误差是卫星定位部定位的移动体的位置的误差,自主定位误差是自主定位部推定出的移动体的位置的误差。另外,自主定位部基于卫星定位误差小于自主定位误差而将卫星定位部获取的移动体的位置设为基准点。
上述的自主定位部不是单纯的自主导航,而基于在卫星导航中运算移动体的位置前的信息亦即卫星信息和举动检测传感器的检测值来推定移动轨迹。因此,与单纯的自主导航相比,精度较好,所以误差也有可能小于通过卫星导航定位的移动体的位置。
因此,对卫星定位误差和自主定位误差进行比较。基于比较的结果是卫星定位误差小于自主定位误差而将卫星定位部获取的移动体的位置设为自主定位部使用的基准点。这样,由于对卫星定位误差和自主定位误差进行比较,决定是否将卫星定位部获取的移动体的位置设为基准点,所以能够减小位置推定的误差。
附图说明
关于本公开的上述目的以及其它目的、特征及优点,参照附图并通过下述的详细描述会变得更加明确。在其附图中:
图1是实施方式的定位装置的结构图。
图2是表示图1的定位装置执行的处理的流程图。
图3是表示图1的定位装置与图2的处理并行执行的处理的流程图。
图4是详细地表示图3的计算多普勒速度的处理的流程图。
图5是详细地表示从图3的方位推定式决定初始值的处理的流程图。
图6是表示执行图3后执行的处理的流程图。
图7是表示执行第一实施方式的情况下的误差例变化例的图。
图8是表示在第二实施方式中,代替图6而执行的处理的流程图。
图9表示执行第二实施方式的情况下的误差例变化例的图。
图10是表示执行第三实施方式的情况下的误差例变化例的图。
具体实施方式
以下,基于附图对实施方式进行说明。图1所示的定位装置100与GNSS接收机2、车速传感器3、陀螺仪传感器4、加速度传感器5、档位传感器6一起搭载在作为移动体的车辆1上。
<结构的概要>
GNSS接收机2接收GNSS(Global Navigation Satellite System)具备的导航卫星Si发送的导航信号。此外,i是导航卫星的编号。GNSS例如是GPS。导航信号叠加在载波上并作为电波从导航卫星发送。以下,将导航卫星发送的电波称为GNSS电波。GNSS接收机2对接收到的GNSS电波进行解调来取出导航信号。
而且,根据取出的导航信号来决定伪距ρi来决定多普勒频移量Di、卫星位置(Xsi,Ysi,Zsi)、卫星的状态、导航数据等。导航数据包括导航卫星的卫星编号、作为导航卫星的轨道信息的星历表、导航卫星发送电波的时刻等。
对于各导航卫星Si的卫星位置(Xsi,Ysi,Zsi)而言,基于各导航卫星Si的星历表以及发送GNSS电波的时刻进行计算。对于伪距ρi而言,通过基于导航卫星Si发送GNSS电波的时刻与GNSS接收机2接收GNSS电波的时刻的时刻差即电波传播时间乘以光速来计算。
多普勒频移量Di是导航卫星Si发送的电波的载波的频率与接收到的GNSS电波的载波的频率的频率差。预先决定导航卫星Si发送的电波的载波频率,该频率预先存储在GNSS接收机2具备的规定的存储部中。
GNSS接收机2将它们与作为接收信号的导航信号的S/N、接收导航信号的时刻一起按一定周期输出至定位装置100。GNSS接收机2输出至定位装置100的信息是在卫星导航中运算位置前的信息。以下,将在卫星导航中运算位置前的信息设为卫星信息。GNSS接收机2输出卫星信息的一定周期例如是200毫秒~400毫秒之间。存在多个导航卫星。GNSS接收机2根据能够从GNSS电波解调的全部导航信号来决定卫星信息,并将决定的全部卫星信息输出至定位装置100。
车速传感器3检测车辆1的车轮的旋转速度。车速传感器3将表示车轮的旋转速度的信号输出至定位装置100。
陀螺仪传感器4和加速度传感器5是惯性传感器。陀螺仪传感器4检测绕车辆1的横摆轴、俯仰轴、横摇轴的旋转角速度,并将表示检测到的旋转角速度的信号输出至定位装置100。由于陀螺仪传感器4检测绕横摆轴的旋转角速度即偏航率,所以作为偏航率传感器发挥作用。
加速度传感器5检测在车辆1的前后方向上产生的加速度。此外,除了前后方向的加速度之外,还可以检测车辆1的宽度方向、上下方向的加速度。加速度传感器5将表示检测到的加速度的信号输出至定位装置100。
档位传感器6检测车辆1的换档位置,并将表示该换档位置的信号输出至定位装置100。通过档位传感器6输出的信号决定车辆1的移动方向是前进以及后进的哪一个。
车速传感器3、陀螺仪传感器4、加速度传感器5、档位传感器6是输出表示车辆1的运动即举动的信号的举动检测传感器7。
定位装置100是具备未图示的CPU、ROM、RAM等的计算机。CPU利用RAM的临时存储功能并执行存储在ROM等非迁移实体记录介质中的程序。由此,定位装置100执行作为卫星信息获取部101、车辆信息获取部102、传感器修正值推定部103、卫星定位部104、方位推定部105、轨迹运算部106、误差推定部107、位置运算部108的功能。若执行这些功能,则执行与存储在非迁移实体记录介质中的程序对应的方法。此外,也可以通过一个或多个IC等以硬件的方式构成定位装置100执行的功能的一部分或者全部。
<定位装置100执行的处理的概要>
接下来,对定位装置100执行的处理的概要进行说明。此外,对于定位装置100执行的一部分处理,使用图2以下所示的流程图进行详述。
卫星信息获取部101从GNSS接收机2以卫星信息获取周期获取卫星信息,并将获取的卫星信息存储至卫星信息积蓄部110。卫星信息获取周期与GNSS接收机2输出卫星信息的周期相同。卫星信息积蓄部110是可以写入的存储介质,可以是易失性,也可以是非易失性。卫星信息积蓄部110例如可以使用RAM。
车辆信息获取部102以传感器值获取周期获取举动检测传感器7检测到的信号。传感器值获取周期短于GNSS接收机2输出导航信号的周期,例如是数十毫秒。车辆信息获取部102将获取的信号存储至车辆信息积蓄部111。车辆信息积蓄部111,是可写入的存储介质,可以是易失性,也可以是非易失性。车辆信息积蓄部111例如可以使用RAM。另外,车辆信息积蓄部111能够使用与卫星信息积蓄部110相同的存储介质。将车辆信息积蓄部111中积蓄的信息设为车辆信息。
传感器修正值推定部103是对举动检测传感器7输出的检测值进行修正的部分,具备偏航率修正值推定部103a、俯仰率修正值推定部103b、车速修正值推定部103c。
偏航率修正值推定部103a推定对陀螺仪传感器4检测的绕横摆轴的旋转角速度(即偏航率)进行修正的修正值(以下,偏航率修正值)。偏航率修正值如下那样推定。
根据卫星定位部104定位时所决定的车辆1的移动方位的两次的差分来决定绕横摆轴的方位差分。另外,在将该两次的定位时刻设为t1、t2时,计算时刻t1的陀螺仪传感器4的绕横摆轴的角速度的累计值即偏航率累计值与时刻t2的偏航率累计值的差分。
若将方位差分视为真值,则方位差分与偏航率累计值之差分的差是时刻t1-t2之间的偏航率累计值的误差。因此,将方位差分与时刻t1-t2之间的偏航率累计值的差除以t1-t2所得的值是每单位时间的偏航率修正值。偏航率修正值推定部103a周期性地更新偏航率修正值。
俯仰率修正值推定部103b是推定对陀螺仪传感器4检测的绕俯仰轴的旋转角速度(即偏航率)进行修正的修正值(以下,偏航率修正值)。偏航率修正值如下那样推定。
决定卫星定位部104定位时决定的车辆1的俯仰角的两次的差分(以下,俯仰角差分)。另一方面,在将该两次的定位时刻设为t1、t2时,根据陀螺仪传感器4依次输出的绕俯仰轴的角速度的累计值即俯仰率累计值分别推定时刻t1的俯仰角推定值时刻t2和的俯仰角推定值。俯仰角推定值,并不是将俯仰率累计值保持原样地作为俯仰角推定值,也使用过去的俯仰率累计值来推定当前时刻的俯仰角推定值。是因为俯仰角受到车辆1的加速度的变化的影响,所以变动较大。
具体而言,俯仰角推定值如下那样决定。在各传感器值获取时刻,使用最新的俯仰率累计值和过去的俯仰率累计值,并通过最小平方法计算俯仰率累计值相对于时刻的增加直线。而且,在该增加直线中代入当前的时刻,来决定当前的时刻的俯仰角推定值。在时刻t1、t2,分别进行该处理,分别求出时刻t1的俯仰角推定值、和时刻t2的俯仰角推定值。
时刻t1的俯仰角推定值和时刻t2的俯仰角推定值的差分与根据卫星定位部104决定的俯仰角所计算出的俯仰角差分的差是时刻t1-t2之间的偏航率累计值的误差。将该误差除以t1-t2所得的值是每单位时间的偏航率修正值。俯仰率修正值推定部103b周期性地更新偏航率修正值。
车速修正值推定部103c推定车速修正值。该车速修正值是乘以车速传感器3检测的车轮的旋转速度的值,对于车速推定值而言,通过车速传感器3的检测值乘以轮胎周长和车速修正值来计算。
车速修正值如下那样推定。方位推定部105使用卫星信息来决定速度向量。方位推定部105中的速度向量的决定方法后述。该速度向量的车辆1的行进方向成分是车速。通过车速传感器3检测到的车轮旋转速度乘以轮胎周长来计算修正前的车速。用于将该修正前的车速设为根据方位推定部105决定的速度向量获得的车速的系数是车速修正值。
卫星定位部104使用卫星信息获取部101获取并积蓄到卫星信息积蓄部110中的卫星信息依次计算车辆1的当前位置。卫星定位部104中的当前位置的计算方法被称为卫星导航,可以利用使用卫星信息来计算当前位置的各种方法。例如,卫星定位部104可以使用专利文献4所记载的方法。另外,也可以是从四个以上的卫星在相同的定时获取导航信号,并求解将车辆1的三维坐标和时钟误差作为未知数的联立方程式的方法。将卫星定位部104计算出的车辆1的坐标设为卫星定位坐标PVS。
方位推定部105使用车辆信息积蓄部111中积蓄的车辆信息或卫星信息积蓄部110中积蓄的卫星信息依次更新车辆1的移动方位。例如,对于方位而言,根据作为卫星信息的多普勒频移量D来推定车辆1的移动方位。方位推定方法使用图3、图6进行后述。
轨迹运算部106根据车速、方位俯仰角依次运算车辆1的移动轨迹。对于车速、方位俯仰角而言,根据卫星信息以及车辆信息的任意一个进行计算。对于车速,在根据车辆信息计算的情况下,根据车辆信息积蓄部111中积蓄的车轮的旋转速度、轮胎周长以及车速修正值进行计算。另外,也能够根据作为卫星信息的多普勒频移量D来推定车速。方位使用方位推定部105依次推定的移动方位。
误差推定部107依次推定卫星定位部104依次运算的位置的误差(以下,卫星定位误差Es)、和自主导航中的位置的误差(以下,自主定位误差Ea)。对于误差推定部107的处理的详细说明,在流程图的说明中进行。
位置运算部108依次运算车辆1的当前位置。车辆1的当前位置通过从基准点延伸移动轨迹来决定。由于移动轨迹使用车辆信息来运算,所以通过自主导航决定位置。因而,位置运算部108具备作为自主定位部的功能。另外,由于车辆信息主要是惯性传感器的检测值,所以自主导航也称为惯性导航。此外,上述的卫星定位部104不使用车辆信息而进行定位。
本实施方式中的基准点有实际基准点Br和虚拟基准点Bv。此外,也能够不使用虚拟基准点Bv,而仅以实际基准点Br作为基准点依次运算车辆1的当前位置。
实际基准点Br使用卫星定位坐标PVS。但是,即使计算卫星定位坐标PVS,如果卫星定位误差Es是自主定位误差Ea以上,则不更新实际基准点Br更。
<定位装置100执行的处理的流程>
定位装置100并行执行图2所示的处理和图3所示的处理。例如,当正执行图2的处理时,通过中断处理执行图3的处理。首先,从图2所示的处理进行说明。
定位装置100周期性地执行图2所示的处理。执行图2的周期是卫星信息获取周期。在图2所示的处理中,步骤(以下,省略步骤)S2由卫星信息获取部101执行,S4~S10、S14由卫星定位部104执行,S12由偏航率修正值推定部103a、俯仰率修正值推定部103b。
在S2中,从GNSS接收机2获取卫星信息。在S4中,将在S2中获取的卫星信息存储至卫星信息积蓄部110。此外,可以基于导航信号或导航数据,由定位装置100运算卫星信息的一部分。
在S6中,判定导航信号的信号质量是否良好。信号质量的判定针对获取的全部导航信号进行。信号质量的判定能够使用各种基准。
例如,根据(判定条件J1)S/N是规定值以上、(判定条件J2)伪距ρi的残差是判定基准距离以下、(判定条件J3)仰角θi是判定基准角以上、(判定条件J4)判定条件J1~J3的组合等判定信号质量是否良好。
上述判定条件J2中的伪距ρi的残差是指导航卫星Si的卫星位置(Xsi,Ysi,Zsi)与本车辆的卫星定位坐标PVS(Xv,Yv,Zv)之间的距离和伪距ρi的差。为了计算该残差,需要本车辆的卫星定位坐标PVS(Xv,Yv,Zv)。本车辆的卫星定位坐标PVS利用在之后说明的S10中计算卫星定位坐标PVS的方法相同的方法进行计算。因此,在计算伪距ρi的残差的情况下,先计算卫星定位坐标PVS。
在伪距ρi的残差较大的情况下,由于考虑到多通路等的影响,判定为信号质量不好。对于判定条件J1,如果S/N是规定值以上,则判定为信号质量良好。对于判定条件J3,如果仰角θi是判定基准角以上,则判定为信号质量良好。
在S8中,判断在S6中判定为信号质量良好的导航信号的数量是否是4以上。在是4以上的情况下,进入S10。
在S10中,根据在S2中获取的伪距ρi、导航卫星Si的卫星位置(Xsi,Ysi,Zsi)来计算当前的本车辆的坐标(Xv,Yv,Zv)。将该坐标称为卫星定位坐标PVS。
卫星定位坐标PVS通过求解将卫星定位坐标PVS(Xv,Yv,Zv)和时钟偏置作为未知数的四个以上的联立方程式来求出。卫星定位坐标PVS(Xv,Yv,Zv)的计算方法能够使用各种手法进行计算。
在S12中,使用在S10中计算出的卫星定位坐标PVS、和到前次为止计算出的卫星定位坐标PVS来计算偏航率、俯仰率。将它们设为真值,并将真值与根据陀螺仪传感器4的检测值获得的偏航率、俯仰率的差设为新的偏航率修正值、俯仰率修正值。
在S14中,k加上1。此外,该k的初始值是0。换句话说,该k意味着计算出卫星定位坐标PVS的次数。
接下来,对图3进行说明。图3所示的流程图以传感器值获取周期反复执行。此外,除了在特别清楚记载的情况之外,各参数意味着最新的时刻下的值。
在S20中,从举动检测传感器7获取车辆信息。在S22中,将在S20中获取的车辆信息存储至车辆信息积蓄部111。
在S24中,通过对根据在S20中获取的陀螺仪传感器4的检测值求出的偏航率加上偏航率修正值所得的修正后偏航率乘以从前次的S24执行时到当前时刻为止的经过时间来计算相对方位角变化量。将该相对方位角变化量与至此的相对方位角相加来更新相对方位角相对方位角是时刻t相对于基准时刻下的车辆1的移动方位的相对方位角。因此,该相对方位角相当于基准方位。另外,在S24中,也通过与更新相对方位角同样的方法更新相对俯仰角。
在S26中,判断从前次执行该S26到本次执行该S26为止的期间中是否计算出卫星定位坐标PVS。卫星定位坐标PVS在S10中计算。但是,为了计算卫星定位坐标PVS,而需要获取卫星信息,获取卫星信息的周期长于获取车辆信息的周期。另外,即使获取卫星信息,如果未获取到四个以上质量良好的导航信号则不计算卫星定位坐标PVS。另外,在获取导航信号后,也需要运算,该运算需要时间。因此,S26的判断也有否的情况。
在S26的判断为是的情况下,进入S28。在S28中,计算多普勒速度。多普勒速度意味着本车辆的速度向量(Vx,Vy,Vz),或者其速度向量的大小。由于速度向量(Vx,Vy,Vz)使用多普勒频移量D来计算,所以此处,称为多普勒速度。
图4表示S28的详细处理。图4中,在S282中,根据在S10中计算出的卫星定位坐标PVS(Xv,Yv,Zv)、以及在S2中存储到卫星信息积蓄部110中的导航卫星Si的卫星位置(Xsi,Ysi,Zsi)来计算各导航卫星Si的方向Ri(θi,)。各导航卫星Si的方向Ri用从车辆1观察导航卫星Si时的、相对于水平方向的仰角θi、相对于北方向的方位角表示。
在S284中,根据在S4中计算出的各导航卫星Si的卫星位置(Xsi,Ysi,Zsi)的时间序列数据,并通过使用开普勒方程的微分的方法计算各导航卫星Si的速度向量(Vxsi,Vysi,Vzsi)。
在S286中,根据在S282中计算出的各导航卫星Si的方向Ri、和在S284中计算出的各导航卫星Si的速度向量(Vxsi,Vysi,Vzsi),并通过Vsati=Ri[Vxsi,Vysi,Vzsi]T求出本车辆方向的导航卫星Si的速度Vsati。此外,T意味着矩阵的倒置。
在S288中,设立四个以上的(1)式所示的联立方程式,解开该联立方程式。由此,能够求出车辆1的速度向量(Vx,Vy,Vz)、以及GNSS接收机2具备的时计的时钟漂移Cbvt。
[数1]
在该(1)式中,Di是多普勒频移量,C是光束,F是导航卫星Si发送的电波的载波的频率。由于该(1)式也被专利文献2公开,所以(1)式的导出方法的说明省略。
在接收到GNSS电波的导航卫星是四个以上的情况下,能够解开上述(1)式的联立方程式。但是,除去即使未接收到GNSS电波,也不能够判定为信号质量良好的GNSS电波。因而,在从四个以上的导航卫星接收到在S8中判定为导航信号的信号质量良好的GNSS电波的情况下,根据(1)式计算本车辆的速度向量。
在S292中,根据根据速度向量决定的车辆1的行进方向的速度、和能够根据车速传感器3检测的车轮的旋转速度计算的车速,来更新车速修正值。该S292由车速修正值推定部103c执行。
使说明返回到图3。在执行S28的情况下,执行图6所示的位置更新处理。在说明该位置更新处理前,以下对S30进行说明。
在S26中判断为未计算卫星定位坐标P VS的情况下,进入S30。在S30中,判断是否能够更新初始值。该判断,具体而言,使用更新方位初始值之后的导航信号,判断是否能够建立三个以上的(2)式所示的方位推定式。
[数2]
Vst i=Vt wheelGxt icos(φ0+φt gyro)+Vt wheelGyt isin(φ0+φt gyro)-Cbv0-At (2)
(2)式是在专利文献2中作为最终的速度向量计算式被公开的式子。在(2)式中,Vs是卫星方向速度,t是时刻,Vwheel的车速传感器3的检测值,是初始时刻下的车辆1的行进方向的方位角(即方位初始值),是车辆1的行进方向的方位角的累计值即相对方位角,Cbv0是初始时刻下的时钟漂移,A是时钟漂移的时间变化的倾斜,Gx、Gy从车辆到导航卫星Si的视线向量的x成分、y成分。
在本实施方式中,在已经说明的S28中计算车辆1的速度向量。如果能够计算速度向量,则也能够决定车辆1的方位。然而,为了在S28中计算车辆1的速度向量(Vx,Vy,Vz),而需要卫星定位坐标PVS。因此,如果不能够从四个以上的导航卫星接收到信号质量良好的GNSS电波,则不能够计算车辆1的速度向量(Vx,Vy,Vz)。
因此,例如在高层大楼较多的城镇中,不能够计算速度向量(Vx,Vy,Vz)的时间也会持续很长。另外,即使是能够接收到四个以上信号质量良好的GNSS电波的环境,S26仅在200毫秒~400毫秒周期的一定周期为是。仅在该S26为是的周期能够计算车辆1的速度向量(Vx,Vy,Vz)。
与此相对,举动检测传感器7的检测值不取决于行驶环境而能够以一定周期获取,并且,例如能够每隔20ms等短于能够计算速度向量(Vx,Vy,Vz)的周期的周期获取。
因此,在从计算车辆1的速度向量(Vx,Vy,Vz)到接下来计算车辆1的速度向量(Vx,Vy,Vz)为止的期间,基于举动检测传感器7的检测值,进行方位推定以及速度推定。在S32中决定该方位推定以及速度推定所使用的初始值。
在S32中,详细而言执行图5所示的处理。S32由方位推定部105执行。图5中,在S322中,根据在S4中计算出的各导航卫星Si的卫星位置(Xsi,Ysi,Zsi)的时间序列数据来计算各导航卫星Si的速度向量(Vxsi,Vysi,Vzsi)。
在S324中,将在S2中获取并在S4中存储的卫星信息所包含的多普勒频移量Di代入(3)式,计算本车辆相对于导航卫星Si的相对速度Vri。
[数3]
Vri=-Di·C/F (3)
S326中,计算当前的车辆1的位置P(Xv,Yv,Zv)。在执行该S326的情况下,由于S26为否,所以未接收到四个以上的质量良好的导航信号。然而,在该S326中计算的位置P(Xv,Yv,Zv)用于在接下来的S328中计算从车辆1到导航卫星Si的视线向量(Gxi,Gyi,Gzi)。
由于导航卫星Si存在于远方,所以为了求出导航卫星Si和车辆1的角度而使用的当前位置的精度可以低。因此,可以不接收四个以上的质量良好的信号。
因此,例如,在该S326中,也包括不能够判断为质量良好的信号而使用四个以上的导航信号,与S10同样地计算当前的车辆1的卫星定位坐标PVS,并将该卫星定位坐标PVS设为当前的车辆1的位置P(Xv,Yv,Zv)。
另外,也可以通过使用伪距ρi的位置决定以外的精度低的方法决定车辆1的位置P(Xv,Yv,Zv)。取决于系统等允许的推定精度,但如果车辆1的位置误差是数百m的范围,则速度推定误差成为1m/sec以下,没有较大的问题。因此,例如,可以从地图等决定位置,另外,也可以根据过去的位置的测定历史、信标等信息等决定车辆1的位置P(Xv,Yv,Zv)。
另外,由于精度可以低,所以在后述的位置更新处理(图6)中,可以将前次更新的车辆1的位置P设为此处的车辆1的位置P(Xv,Yv,Zv)。
S328中,计算从车辆1到导航卫星Si的视线向量(Gxi,Gyi,Gzi)。视线向量的x成分、y成分、z成分根据(4)式进行计算。
[数4]
在(4)式中,ρt i是时刻t的导航卫星Si的伪距,(Xt si,Yt si,Zt si)是时刻t的导航卫星Si的卫星位置。它们在S4中存储。(Xt V,Yt V,ZtV)是时刻t的车辆1的当前位置,在S326中计算。
在S330中,在(5)式中代入在S324中计算出的相对速度Vri、在S328中计算出的视线向量(Gxi,Gyi,Gzi)、在S322中计算出的导航卫星Si的速度向量(Vxsi,Vysi,Vzsi),来计算导航卫星Si的方向的车辆1的卫星方向速度Vsi。
[数5]
(5)式的右边的第一项意味着车辆1相对于导航卫星Si的相对速度Vri,第二~第四项是导航卫星Si在车辆1的方向上的速度。它们的和意味着车辆1在导航卫星Si的方向上的速度,所以(5)式成立。
在S332中,在(2)式中代入在S330中计算出的卫星方向速度Vsi、在S24中更新的相对方位角在S328中计算出的视线向量(Gxi,Gyi,Gzi)。由此,在(2)式中未知参数成为Cbv0、以及A这三个。
因此,建立三个以上的在(2)式中代入这些卫星方向速度Vsi、相对方位角视线向量(Gxi,Gyi,Gzi)后的式子。而且,解开由那三个以上的式子构成的联立方程式。由此,能够求出(2)式中成为未知参数的方位初始值
如果未知参数Cbv0,A是在初始时刻以后,则即使时刻不同也相同。因此,不需要在同一时刻建立三个式子,只要在多个时刻建立的式子数合计是3个式子以上,则能够求出未知参数。例如,即使假设3个时刻(t0,t1,t2)的观测卫星数分别是1,也能够使用来自观测到的导航卫星的数据来求出方位初始值
在结束图3所示的处理的情况下,执行图6所示的位置更新处理。此外,在图3中,S20、S22是车辆信息获取部102的处理,S24以下是方位推定部105的处理。
在S42中,对α+jkβ没有成为1以上的jk加上1。该jk的初始值是0。另外,k如在S14中说明那样,每次计算卫星定位坐标PVS时便增加1。因此,每次计算卫星定位坐标PVS时,生成新的jk。jk的初始值是0,在时刻tk,jk成为0。时刻tk是为了计算卫星定位坐标PVS(tk)而使用的接收导航信号的时刻。而且,每次执行该图6时,jk各增加1。因此,jk意味着在时刻tk以下实施图6的处理的次数。此外,α、β的含义在S49、S51中进行说明。
在紧接着的S43中,更新自主导航位置PD(t)。自主导航位置PD(t)通过针对前次的自主导航位置PD(t-1)在本次的S41中计算出的推定方位以及推定俯仰角的方向上加上最新的车速推定值乘以自主导航位置PD的更新周期求出的距离进行更新。通过S43的处理,更新移动轨迹。
在S44中,判断在从前次执行该S44到本次执行该S44为止的期间中,是否更新了卫星定位坐标PVS。如果该S44的判断为否,则不执行S45~S51,进入S52。如果4的判断为是进入S45。
在S45中计算卫星定位误差Es。卫星定位误差Es能够通过各种手法进行计算。在本实施方式中,将伪距ρi的残差(以下,伪距残差)用作卫星定位误差Es。
在S46中,计算自主定位误差Ea。自主定位误差Ea是对作为自主导航的基准点的实际基准点Br的卫星定位误差Es加上自主导航的误差所得的值。自主导航分的误差是自主导航的持续时间乘以自主导航的每单位时间的误差所得的值。另外,也可以将自主导航分的误差设为自主导航下的行驶距离乘以自主导航的每单位距离的误差所得的值。
但是,在本实施方式中,在基于多普勒频移量Di来推定推定方位时,与根据陀螺仪传感器4的检测值决定推定方位时相比,减小自主导航的每单位时间的误差,或者自主导航的每单位距离的误差。自主导航的每单位时间的误差或自主导航的每短距离的误差通过实机中的计测等预先设定。
在S47中,判断在S45中计算出的卫星定位误差Es是否小于在S46中计算出的自主定位误差Ea。如果该判断为否NO则进入S52,如果为是则进入S48。
在S48中,决定卫星定位坐标PVS的置信度。卫星定位坐标PVS的置信度能够通过各种方法进行计算。例如使用(1)用于卫星定位坐标PVS的计算的导航信号的数量,(2)导航信号的S/N,(3)伪距残差,(4)导航卫星Si的仰角θi中的任意一个一个,或者(1)~(4)的组合与置信度之间的预先设定的对应关系,来决定卫星定位坐标PVS的置信度。
在S49中,更新(7)式所示的虚拟基准点计算式具备的偏移项α。该(7)式是在本实施方式中表示(6)式所示的虚拟基准点导出函数F{P}的式子。
[数6]
Bv(tk+jkΔt)=F({P},tk+jkΔt) (6)
[数7]
F{P}=(1-α-jkβ)P(tk)+(α+jkβ)Br(tk) (7)
0≤1-α-jkβ≤1,0≤α+jkβ≤1
在(6)式、(7)式中,时刻tk的k是整数,时刻tk是为了计算卫星定位坐标PVS而使用的导航信号能够接收的时刻。
另外,在(6)式中,Δt是通过自主导航更新车辆1的位置P的周期。以下,将该周期称为自主导航周期。自主导航周期与传感器值获取周期相同。
另外,Δt是自主导航周期,jk是意味着更新卫星定位坐标PVS之后的图6的处理的实施次数,所以jkΔt意味着从更新卫星定位坐标PVS到当前时刻为止的经过时间。
(6)式表示如下。时刻tk+jkΔt的虚拟基准点Bv(tk+jkΔt)是在时刻tk+jkΔt,虚拟基准点导出函数F{P}表示的坐标。
(7)式表示如下。时刻tk+jkΔt的虚拟基准点导出函数F{P}表示的坐标是该时刻的最新的卫星定位坐标PVS(tk)和在时刻tk决定的车辆1的位置P(tk)乘以权重系数并相加所得的值。
由于jk是0以上的整数,所以每次jk增加时,-jkβ的值减少。另外,在该图6中,在后述的S53中,计算车辆1的移动量ΔPD。因此,-jkβ是值根据计算移动量ΔPD的次数而减少的减少项。另一方面,jkβ是值根据计算移动量ΔPD的次数而增加的增加项。另外,将具备作为减少项的-jkβ的(1-α-jkβ)设为第一系数计算式,将具备作为增加项djkβ的(α+jkβ)设为第二系数计算式。
在该虚拟基准点计算式中,车辆1的位置P(tk)乘以的(1-α-jkβ)和卫星定位坐标PVS(tk)乘以的(α+jkβ)意味着权重系数。时刻tk以下的虚拟基准点Bv(tk+jkΔt)成为在时刻tk的车辆1的位置P(tk)与时刻tk的卫星定位坐标PVS(tk)之间由(1-α-jkβ)和(α+jkβ)决定的比率的位置。
而且,计算移动量ΔPD的次数越增加,则虚拟基准点Bv(tk+jkΔt)越接近卫星定位坐标PVS(tk)。
另外,在虚拟基准点计算式中,偏移项α不取决于jk而是恒定的。该偏移项α越大,则虚拟基准点Bv(tk+jkΔt)从jk=0起越接近卫星定位坐标PVS(tk)。
计算该虚拟基准点Bv(tk+jkΔt)的理由是因为抑制车辆1的位置不连续地较大变化。卫星定位坐标PVS(tk)的精度越差,则车辆1的位置越不连续地较大变化。因此,信赖卫星定位坐标PVS(tk)越可靠,则可以使虚拟基准点Bv(tk+jkΔt)越接近卫星定位坐标PVS(tk)。
因此,在S49中,根据卫星定位坐标PVS的置信度来增大α的值。详细而言,预先设定卫星定位坐标PVS的置信度与α的对应关系,本次根据决定的置信度和该对应关系来更新α的值。卫星定位坐标PVS的置信度与α的对应关系是卫星定位坐标PVS的置信度越高,则α分阶段地或连续地变大的关系。
在S50中,决定移动量置信度。移动量置信度意味着在后述的S53中计算的移动量ΔPD的置信度。在自主导航中,误差累计。换句话说,通过自主导航更新车辆1的位置P的期间越长,则误差越大。因此,在该S50中,不更新卫星定位坐标PVS,而仅通过自主导航更新车辆1的位置P的期间越长,则移动量置信度越低。作为不更新卫星定位坐标PVS的期间,能够使用在S42中更新的jk的值。
在S51中,在S50中决定的移动量置信度越高,则将β更新为越小的值。该理由是因为移动量置信度越高,则使虚拟基准点Bv(tk+jkΔt)较早地接近卫星定位坐标PVS(tk)的必要性越低。
在S51中,具体而言,根据移动量置信度越高则β分阶段地或连续地变小的预先设定的关系、和在S50中决定的移动量置信度,来决定更新后的β。
在S52中,在最新的虚拟基准点计算式中代入时刻tk的车辆1的位置P(tk)和根据在时刻tk接收到的导航信号所计算出的卫星定位坐标PVS(tk),来计算时刻tk+jkΔt的虚拟基准点Bv(tk+jkΔt)。
在S53中,根据(8)式来计算从时刻tk到当前的时刻tk+jkΔt,车辆1移动的移动量ΔPD。从(8)式可知,该移动量ΔPD使用在S43中计算出的自主导航位置PD来计算。
[数8]
ΔPD=PD(tk+jkΔt)-PD(tk) (8)
在S54中,使用(9)式来更新当前的车辆1的位置P。
[数9]
P=ΔPD+Bv(tk+jkΔt)=PD(tk+jkΔt)-PD(tk)+Bv(tk+jkΔt) (9)
如(9)式所示,使用虚拟基准点Bv(tk+jkΔt)作为成为移动量ΔPD的基点的基准点,每当jk变大时,虚拟基准点Bv(tk+jkΔt)便接近卫星定位坐标PVS(tk)。由此,如在专利文献3中所说明那样,能够抑制表示车辆1的位置P的轨迹呈台阶状地变化。
在S55中,将在S54中决定的车辆1的位置P以及该位置P的误差输出至执行利用它们的应用程序的设备。误差是在S44、S46中计算出的卫星定位误差Es以及自主定位误差Ea中较小的一侧的值。另外,除了车辆1的位置P以及误差之外,还可以将最新的方位、最新的方位误差、最新的横摆角、最新的俯仰角、最新的车速等一起输出。
此外,在图6中,S41是方位推定部105的处理,S43是轨迹运算部106的处理,S45、S46是误差推定部107的处理,剩余是位置运算部108的处理。
<实施方式的总结>
在本实施方式中,由于使用作为卫星信息的多普勒频移量Di来计算方位初始值所以能够获得俯仰角初始值、精度良好的推定方位以及推定俯仰角。由此,由于移动轨迹的准确度提高,所以抑制使用移动轨迹的自主导航的、伴随着时间经过或移动距离的增加而产生的误差增加。因此,即使获得卫星定位坐标PVS,不更新基准点也能够抑制误差的扩大。
因此,在本实施方式中,在更新了卫星定位坐标PVS的情况下(S44:是),对卫星定位误差Es和自主定位误差Ea进行比较。而且,在判断为卫星定位误差Es小于自主定位误差Ea的情况下,执行S48以下,更新虚拟基准点导出函数F{P}。虚拟基准点Bv被用作(9)式中用于计算车辆1的位置P的基准点。
因而,在卫星定位误差Es小于自主定位误差Ea的情况下,被更新的卫星定位坐标PVS被用作用于计算车辆1的位置P的基准点。换言之,即使获得新的卫星定位坐标PVS,在卫星定位误差Es大于自主定位误差Ea的情况下,不将该卫星定位坐标PVS用作用于计算车辆1的位置P的基准点。通过这样操作,能够减小位置推定的误差。
图7表示本实施方式的误差变化例。图7的横轴是时刻。当车辆1是行驶中的情况下,伴随着时间经过,行驶距离增加,所以可以将横轴考虑为行驶距离。
图7的上图的纵轴是卫星定位可能度。卫星定位可能度与能够使用于定位的导航信号的数量对应。导航信号是否能够使用于定位能够根据信号质量是否良好的判定基准进行决定。另外,图7上图中的虚线示出能够判断为可以进行卫星定位的卫星定位可能度的阈值。
图7下图的纵轴示出定位的位置的误差。实线是本实施方式中的误差。虚线是比较例的误差。此处的比较例是在卫星定位可能度超过阈值的情况下,总是将卫星定位坐标PVS更新为基准点的定位方法。
在时刻t0~t10,由于卫星定位可能度未超过阈值,不更新基准点而进行自主导航。此外,在图7~图10的说明中,自主导航意味着不更新基准点而持续自主导航,卫星定位意味着将最新的卫星定位坐标PVS更新为基准点并进行自主导航。
在t0~t10,由于持续自主导航,所以误差以一定的斜率直线性地增加。在t10,卫星定位可能度超过阈值,所以更新卫星定位坐标PVS。由此误差降低。之后,通过卫星定位得到的卫星定位坐标PVS也被持续地更新为基准点。由此在t10~t12中,即使经过时间,误差也不会增加。在比较例中,到t20为止,利用通过卫星定位得到的卫星定位坐标PVS持续地更新基准点。然而,即使卫星定位可能度超过阈值,卫星定位坐标PVS的误差也不是恒定,而由于各种重要因素变动。
在图7的例子中,在t12~t13的期间,能够进行卫星定位的状态持续,但卫星定位误差Es大于t12时刻。在t12~t13,自主导航的误差也变大,但自主定位误差Ea小于虚线所示的卫星定位误差Es。因此,在本实施方式中,在t12~t13的期间中,虽然是能够进行卫星定位的状态,但进行自主导航。
另外,在t14~t20的期间也同样地,虽然是能够进行卫星定位的状态,但进行自主导航。由此,不能够进行卫星定位的t20时刻的本实施方式的误差小于比较例。
在t30能够进行卫星定位,暂时切换为卫星定位。然而,在卫星定位误差Es较大的t31~t32的期间,即使能够进行卫星定位也进行自主导航。在t32~t34进行卫星定位,但在t34再次切换为自主导航。
这样,即使能够进行卫星定位,但在卫星定位误差Es大于自主定位误差Ea的情况下,不将基准点更新为卫星定位坐标PVS,从而本实施方式的定位装置100与比较例相比,能够减小误差。
<第二实施方式>
接下来,对第二实施方式进行说明。在该第二实施方式以下的说明中,具有与至此使用的附图标记相同编号的附图标记的要素除了特别提及的情况之外,与在此以前的实施方式中的同一附图标记的要素相同。另外,在仅说明结构的一部分的情况下,对于构成的其它部分,能够应用先前说明的实施方式。
在第二实施方式中,作为位置运算部108的功能而追加图8所示的S56的处理这一点与第一实施方式不同。
在第二实施方式中,即使在S47的判断中,判断为卫星定位误差Es小于自主定位误差Ea,也不立即执行S48以下,而进一步进行S56的判断。
在S56中,判断卫星定位误差Es小于自主定位误差Ea的状态是否持续了比持续判断时间长的时间。进行该判断的目的是因为考虑到在能够进行卫星定位之后,卫星定位误差Es有时不稳定这一点。在能够进行卫星定位之后,卫星定位误差Es有时不稳定的理由例如是如下的理由。即,是因为在不能够进行卫星定位的状态中,有可能因为建筑物等遮挡物而导致能够观测的卫星数较少,在能够观测的卫星数增加之后,立即就有可能只能通过多通路暂时观测。由于S56的判断是在该目的下进行,所以持续判断时间是用于判断为在能够进行卫星定位之后,在能够进行卫星定位的状态下稳定的时间。该持续判断时间也基于实机中的计测根据经验决定。持续判断时间例如设定为1秒等。
在S56的判断为否的情况下,与S47的判断为否的情况同样地进入S52。另一方面,在S56的判断为是的情况下,执行S48以下,将实际基准点Br更新为最新的卫星定位坐标PVS。
图9表示第二实施方式的误差变化例。图9的下图与图7的下图对应,横轴是时刻或行驶距离,纵轴是误差。另外,图9的上图与图7的上图相同。在图7和图9中,标记相同的数值的时刻意味着是相同的时刻。此外,图9下图的点划线表示图7下图的实线。
在图7中,在t10从自主导航切换为卫星定位。然而,在第二实施方式中,在t10中从能够进行卫星定位到经过持续判断时间的t11为止持续自主导航。
另外,图7中,在t30~t31暂时切换为卫星定位。然而,由于t30~t31的时间短于持续判断时间,所以在第二实施方式中,在t30也不结束自主导航。另外,图7中,在t32切换为卫星定位,但在第二实施方式中,到t35为止持续自主导航。
自主定位误差Ea以切换到自主导航的时刻的卫星定位误差Es为基准来计算。因此,在第一实施方式中,如t34所示,在卫星定位误差Es暂时误差变小的情况下,在t34以下计算的自主定位误差Ea变小。然而,在t34中卫星定位误差Es变小是暂时的,不是稳定的状态下的卫星定位误差Es。该卫星定位误差Es的值较小,但可靠性低。因此,在t34以下计算的自主定位误差Ea的可靠性也变低。
与此相对,在第二实施方式中,在卫星定位误差Es低于自主定位误差Ea的状态持续了比持续判断时间长的时间时,切换为卫星定位。因此,在t35之前不切换为卫星定位,而持续自主导航。
图9的t35时的实线的误差大于也在图9中为了比较而用虚线示出的图7的t35时的误差。然而,可以说图9中实线所示的误差的一方的误差的值有可靠性。
<第三实施方式>
对于第三实施方式,在S45中计算的卫星定位误差Es的计算方法与第一实施方式不同。在第一实施方式中,将伪距残差设为卫星定位误差Es。与此相对,在第三实施方式中,进一步将伪距残差乘以精度劣化系数所得的值设为卫星定位误差Es。
精度劣化系数是基于伪距残差的变动的程度、导航信号的S/N、DOP(Dilution OfPrecision:精度因子)的至少任意一个决定的值。DOP也称为精度降低率。伪距残差的变动的程度例如用伪距残差的方差表示。
预先设定伪距残差的变动的程度、导航信号的S/N、DOP和精度劣化系数的关系。该关系例如是根据伪距残差的变动的程度、导航信号的S/N、DOP决定精度劣化系数的表格。
如果伪距残差的变动的程度较大,则卫星导航的定位误差变大。另外,在导航信号的S/N、DOP较大的情况下,卫星导航的定位误差也变大。因此,在第三实施方式中,基于伪距残差的变动的程度、导航信号的S/N、DOP的至少任意一个来决定精度劣化系数,并将该精度劣化系数乘以伪距残差所得的值设为卫星定位误差Es。
图10表示第三实施方式的误差变化例。图10的下图与图7的下图对应,横轴是时刻或行驶距离,纵轴是误差。图10的上图与图7的上图相同。在图7和图10中,标记相同的数值的时刻意味着是相同的时刻。图10下图的点划线表示图7下图的实线。另外,图7下图的虚线表示图7下图的虚线,即第一实施方式中的卫星定位误差Es,图7下图的双点划线表示第三实施方式中的卫星定位误差Es。
第三实施方式的卫星定位误差Es是伪距残差乘以精度劣化系数所得的值。因此,如图10中虚线和双点划线所示,与将伪距残差保持原样地设为卫星定位误差Es的第一实施方式的卫星定位误差Es(虚线)相比,第三实施方式的卫星定位误差Es(双点划线)变大。
由此,在第三实施方式中,与第一实施方式相比,容易持续自主导航,所以在第三实施方式中,持续自主导航直到t33为止。在t33~t34进行卫星定位,从t34起进行自主导航。由于t34的卫星定位误差Es大于第一实施方式的卫星定位误差Es,所以t34以下的实线所示的第三实施方式的误差大于虚线所示的第一实施方式的误差。然而,可以说图10中实线所示的误差的一方的误差的值有可靠性。
以上,对实施方式进行了说明,但公开的技术并不限于上述的实施方式,如下的变形例也包含在公开的范围中,并且除了下述以外也能够在不脱离主旨的范围内实施各种变更。
此处,该申请所记载的流程图或流程图处理由多个部(或称作步骤)构成,各部例如表现为S2。进而,各部可以分割成多个子部,另一方面,也可以将多个部合成一个部。进而,这样构成的各部可以称作为设备、模块、方法。
<变形例1>
也能够不使用虚拟基准点Bv而进行自主导航。省略图6的S48~S52。而且,在S53中,对决定最新的卫星定位坐标PVS以后的移动轨迹进行决定。在S54中,将最新的卫星定位坐标PVS作为基准点,将从该基准点移动了移动轨迹量后的位置设为当前的位置P。
<变形例2>
也可以通过二次坐标决定车辆1的位置P。此时,不需要俯仰角、偏航率。另外,也可以考虑横摇角来决定车辆1的位置。横摇角、横摇率,横摇率修正值能够与横摆角、偏航率、偏航率修正值同样地进行计算。
<变形例3>
在前述的实施方式中,移动体是车,但移动体也可以是车以外。
Claims (4)
1.一种定位装置,具备:
卫星定位部(104),基于GNSS接收机(2)接收的导航信号来获取通过卫星导航而定位的移动体的位置;
自主定位部(108),基于卫星信息和举动检测传感器(7)的检测值来推定上述移动体的移动轨迹,并基于基准点和上述移动体的移动轨迹来推定上述移动体的位置,其中,上述卫星信息是在上述卫星导航中运算上述移动体的位置之前的信息;以及
误差推定部(107),推定卫星定位误差和自主定位误差,其中,上述卫星定位误差是上述卫星定位部定位的上述移动体的位置的误差,上述自主定位误差是上述自主定位部推定的上述移动体的位置的误差,
上述自主定位部基于上述卫星定位误差小于上述自主定位误差这一情况,来将上述卫星定位部获取的上述移动体的位置作为上述基准点。
2.根据权利要求1所述的定位装置,其中,
上述自主定位部基于上述卫星定位误差小于上述自主定位误差的状态持续了比预先设定的持续判断时间长的时间这一情况,来将上述卫星定位部获取的上述移动体的位置作为上述基准点。
3.根据权利要求1或者2所述的定位装置,其中,
上述定位装置还具备方位推定部(105),上述方位推定部(105)基于上述导航信号的多普勒频移量来推定移动体的移动方位,
上述自主定位部基于上述移动体的移动方位和上述移动体的速度来推定上述移动体的移动轨迹,并能够获取作为上述举动检测传感器的偏航率传感器的检测值,在上述方位推定部能够推定出上述移动体的移动方位时,使用上述方位推定部推定的上述移动体的移动方位来推定上述移动体的移动轨迹,而在上述方位推定部不能推定出上述移动体的移动方位时,使用上述偏航率传感器的检测值来推定上述移动体的方位角变化量,并基于上述移动体的方位角变化量和过去的基准方位来决定上述移动体的移动方位,
在上述自主定位部使用上述方位推定部推定的上述移动体的移动方位推定出上述移动体的移动轨迹时,与使用上述偏航率传感器的检测值来推定上述移动体的移动方位时相比,上述误差推定部使上述自主定位误差的增加量减小。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的定位装置,其中,
上述误差推定部通过将基于伪距残差的变动的程度、上述导航信号的S/N、以及精度降低率中的至少一个所决定的精度劣化系数与上述伪距残差相乘,来计算上述卫星定位误差。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017133970A JP6870507B2 (ja) | 2017-07-07 | 2017-07-07 | 測位装置 |
JP2017-133970 | 2017-07-07 | ||
PCT/JP2018/023806 WO2019009103A1 (ja) | 2017-07-07 | 2018-06-22 | 測位装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110914711A true CN110914711A (zh) | 2020-03-24 |
CN110914711B CN110914711B (zh) | 2023-10-20 |
Family
ID=64950945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201880044911.0A Active CN110914711B (zh) | 2017-07-07 | 2018-06-22 | 定位装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11079494B2 (zh) |
JP (1) | JP6870507B2 (zh) |
CN (1) | CN110914711B (zh) |
DE (1) | DE112018003443T5 (zh) |
WO (1) | WO2019009103A1 (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6724934B2 (ja) * | 2018-01-19 | 2020-07-15 | カシオ計算機株式会社 | 電子機器、測位制御方法及びプログラム |
JPWO2020095574A1 (ja) * | 2018-11-07 | 2021-09-24 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 受信装置、プログラム及び受信方法 |
JP7034379B2 (ja) * | 2019-04-04 | 2022-03-11 | 三菱電機株式会社 | 車両測位装置 |
WO2021220416A1 (ja) * | 2020-04-28 | 2021-11-04 | 日本電信電話株式会社 | 位置計測装置、位置計測方法、及びプログラム |
CN113029129B (zh) * | 2021-03-25 | 2022-10-11 | 北京百度网讯科技有限公司 | 车辆的定位信息的确定方法、装置及存储介质 |
JP7329652B1 (ja) | 2022-03-31 | 2023-08-18 | 三菱電機株式会社 | 測位装置 |
CN116430423B (zh) * | 2023-06-13 | 2023-08-29 | 广州悦跑信息科技有限公司 | 一种运动数据中卫星导航定位轨迹点坐标修正方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006177772A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Matsushita Electric Works Ltd | 測位装置およびそれを用いる位置情報システム |
CN101922937A (zh) * | 2009-06-16 | 2010-12-22 | 卡西欧计算机株式会社 | 定位装置及定位方法 |
US20110235686A1 (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-29 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Position estimation apparatus and computer readable medium storing position estimation program |
CN102375147A (zh) * | 2010-08-16 | 2012-03-14 | 精工爱普生株式会社 | 卫星信号捕获方法和接收装置 |
CN102770782A (zh) * | 2010-02-26 | 2012-11-07 | 古野电气株式会社 | 测位方法、测位程序、全球导航卫星系统接收装置以及移动终端 |
WO2015118805A1 (ja) * | 2014-02-06 | 2015-08-13 | 株式会社デンソー | 測位端末 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5390125A (en) * | 1990-02-05 | 1995-02-14 | Caterpillar Inc. | Vehicle position determination system and method |
JP3533745B2 (ja) * | 1995-03-30 | 2004-05-31 | アイシン精機株式会社 | 移動体測位装置 |
US5745868A (en) * | 1995-12-26 | 1998-04-28 | Motorola, Inc. | Method for rapid recovery from dead reckoning system heading loss |
US6230100B1 (en) * | 1997-01-31 | 2001-05-08 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for differential scale factor calibration in differential odometry systems integrated with GPS |
US7646336B2 (en) * | 2006-03-24 | 2010-01-12 | Containertrac, Inc. | Automated asset positioning for location and inventory tracking using multiple positioning techniques |
JP5879977B2 (ja) | 2011-11-30 | 2016-03-08 | 株式会社豊田中央研究所 | 速度推定装置及びプログラム |
JP2014077769A (ja) * | 2012-10-12 | 2014-05-01 | Toyota Central R&D Labs Inc | センサ傾斜判定装置及びプログラム |
KR20150079080A (ko) * | 2013-12-31 | 2015-07-08 | 한국전자통신연구원 | 신뢰도 기반 측위 방법 및 그 장치 |
JP6171944B2 (ja) * | 2014-01-16 | 2017-08-02 | ソニー株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム |
JP6409346B2 (ja) | 2014-06-04 | 2018-10-24 | 株式会社デンソー | 移動距離推定装置 |
JP6521753B2 (ja) | 2015-06-09 | 2019-05-29 | 株式会社Subaru | 車両の測位システム |
JP6413946B2 (ja) | 2015-06-16 | 2018-10-31 | 株式会社デンソー | 測位装置 |
-
2017
- 2017-07-07 JP JP2017133970A patent/JP6870507B2/ja active Active
-
2018
- 2018-06-22 WO PCT/JP2018/023806 patent/WO2019009103A1/ja active Application Filing
- 2018-06-22 CN CN201880044911.0A patent/CN110914711B/zh active Active
- 2018-06-22 DE DE112018003443.7T patent/DE112018003443T5/de active Pending
-
2019
- 2019-12-30 US US16/730,483 patent/US11079494B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006177772A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Matsushita Electric Works Ltd | 測位装置およびそれを用いる位置情報システム |
CN101922937A (zh) * | 2009-06-16 | 2010-12-22 | 卡西欧计算机株式会社 | 定位装置及定位方法 |
CN102770782A (zh) * | 2010-02-26 | 2012-11-07 | 古野电气株式会社 | 测位方法、测位程序、全球导航卫星系统接收装置以及移动终端 |
US20110235686A1 (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-29 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Position estimation apparatus and computer readable medium storing position estimation program |
CN102375147A (zh) * | 2010-08-16 | 2012-03-14 | 精工爱普生株式会社 | 卫星信号捕获方法和接收装置 |
WO2015118805A1 (ja) * | 2014-02-06 | 2015-08-13 | 株式会社デンソー | 測位端末 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11079494B2 (en) | 2021-08-03 |
JP6870507B2 (ja) | 2021-05-12 |
JP2019015635A (ja) | 2019-01-31 |
DE112018003443T5 (de) | 2020-04-09 |
WO2019009103A1 (ja) | 2019-01-10 |
US20200150279A1 (en) | 2020-05-14 |
CN110914711B (zh) | 2023-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110914711B (zh) | 定位装置 | |
US11441907B2 (en) | Positioning device and positioning method | |
JP5855249B2 (ja) | 測位装置 | |
US20170097642A1 (en) | Apparatus for correcting vehicle location | |
JP6409346B2 (ja) | 移動距離推定装置 | |
JP5586994B2 (ja) | 位置標定装置、位置標定装置の位置標定方法および位置標定プログラム | |
JP2012207919A (ja) | 異常値判定装置、測位装置、及びプログラム | |
US10809390B2 (en) | Positioning apparatus | |
US20090115656A1 (en) | Systems and Methods for Global Differential Positioning | |
JP2009019992A (ja) | 位置検出装置及び位置検出方法 | |
JP6201762B2 (ja) | 速度推定装置 | |
GB2429128A (en) | Means for validating an initial determination of integer ambiguity using attitude information from an integrated GPS/IMU apparatus | |
JP2011122921A (ja) | 位置標定装置、位置標定方法、位置標定プログラム、速度ベクトル算出装置、速度ベクトル算出方法および速度ベクトル算出プログラム | |
JP2014077769A (ja) | センサ傾斜判定装置及びプログラム | |
JP2017167053A (ja) | 車両位置決定装置 | |
JP5994237B2 (ja) | 測位装置及びプログラム | |
WO2020149014A1 (ja) | 衛星選択装置、及びプログラム | |
JPH07280575A (ja) | 車両用位置検出装置 | |
KR101639152B1 (ko) | 도로 구배를 이용한 차량 위치 추정 방법 및 장치 | |
JP3421706B2 (ja) | 車上測位装置 | |
JP6962040B2 (ja) | 方位推定装置 | |
WO2024075498A1 (ja) | 自己位置推定方法及び自己位置推定装置 | |
JP5062141B2 (ja) | 移動体用測位装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |