JP2000515408A - 強力なゴルフナビゲーションシステム - Google Patents

強力なゴルフナビゲーションシステム

Info

Publication number
JP2000515408A
JP2000515408A JP10508050A JP50805098A JP2000515408A JP 2000515408 A JP2000515408 A JP 2000515408A JP 10508050 A JP10508050 A JP 10508050A JP 50805098 A JP50805098 A JP 50805098A JP 2000515408 A JP2000515408 A JP 2000515408A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cart
course
golf
drn
gps
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.)
Pending
Application number
JP10508050A
Other languages
English (en)
Inventor
コフィー,ジョン,アール.
ビンゲマン,カーク
ルドウ,リチャード,ダヴリュー.
Original Assignee
リーディング エッジ テクノロジーズ インコーポレイテッド
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by リーディング エッジ テクノロジーズ インコーポレイテッド filed Critical リーディング エッジ テクノロジーズ インコーポレイテッド
Publication of JP2000515408A publication Critical patent/JP2000515408A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining 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
    • G01S19/40Correcting position, velocity or attitude
    • G01S19/41Differential correction, e.g. DGPS [differential GPS]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/165Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/183Compensation of inertial measurements, e.g. for temperature effects
    • G01C21/188Compensation of inertial measurements, e.g. for temperature effects for accumulated errors, e.g. by coupling inertial systems with absolute positioning systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/14Receivers specially adapted for specific applications
    • G01S19/19Sporting applications
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2102/00Application of clubs, bats, rackets or the like to the sporting activity ; particular sports involving the use of balls and clubs, bats, rackets, or the like
    • A63B2102/32Golf
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/10Positions
    • A63B2220/12Absolute positions, e.g. by using GPS
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/10Positions
    • A63B2220/13Relative positions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/10Positions
    • A63B2220/14Geo-tagging, e.g. for correlating route or track location data with specific information related to that specific location
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2225/00Miscellaneous features of sport apparatus, devices or equipment
    • A63B2225/30Maintenance
    • A63B2225/305Remote servicing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining 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
    • G01S19/42Determining position
    • G01S19/48Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system
    • G01S19/49Determining 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 方法および装置は、ゴルフ・ボールの距離の比較的正確な測定値のために、ゴルフ・カップに開示される、ハザード、またはゴルファーがホールをプレーするのを援助するためにゴルフ・コースのホール上の他機能。コースの各ホール上の多様な機能の定位置座標の間のに対する距離が例えばボックスをティーの上に置くために、ゴルフ・コースは調べられた、カップ位置、ウォータ・ハザード、サンド・トラップ、粗い地形、および同類が、知られる。システムがゴルフ・カート上にインストールした推測航法ナビゲーション(DRN)が、配置される‖隣接のティー・コースにプレーされるホールのボックスDRNシステムの位置のための座標の起源に、およびティー・ショットの後、カートが、新規の位置を隣接の点まで飛ばされる‖ボール。カートが別の場所に移されているとき、起点に対するボールの新規の位置の座標は、DRNシステムから決定される。新規の位置座標は、ティー・ショットがなしたティー・ボックスおよびプレーされているホールのためのカップの間の既知の距離と共に使用される、新規の位置からの距離を計算することは、カップに対等になる。コースのプレーの間のいくらかの点で、DRNシステムは、決定および計算から誤差強化を実質的に除去することによって、測定値の精度を元に戻すために調整される。カートは、汎地球測位システム(GPS)のような衛星ナビゲーション・システムと通信するのに適していてもよい、およびデファレンシャルGPS(DGPS)情報を使用して調整される、カルマン・フィルタ処理を有する。カート-ベースのDRNシステムは、少なくとも一つの前輪センサおよび浮動か固定のコンパスを有する、測定車輪速度およびカートの磁気の方向、コース上のカートの位置を計算するために。

Description

【発明の詳細な説明】 強力なゴルフナビゲーションシステム 発明の背景 本発明は、一般に、位置、距離測定、およびナビゲーション・システムに関す る、特に、本発明は、新規のかつ改良型の位置、距離測定、ナビゲーション、及 びゲームの楽しさ、プレーの速度かつコースの管理の効率を改良するためのゴル フ・コース上で使用される情報システムに関する。 ゴルフのゲームにおいて、プレーヤがプレーしている特定のコースに精通して いる場合、一般により快適でかつよりよいスコアを出すものである。 よく知らないか、たまにプレーするコースでプレーを始める前に、ゴルファー は各ホールのレイアウトを知ろうとするのが普通である。 これにより、例えば、プレーしている特定のホールが『左ドッグレッグ』か、 『右ドッグレッグ』かまっすぐであるかどうか、ハザード(例えばサンド・トラ ップ、バンカーおよびウォーター・トラップ)が視界から隠れているかどうか、 ボール(およびゴルファー)の現在の位置から、グリーンの前方、グリーンの後 方、ピン、重要なハザード、またはグリーン・アプローチ・ショットのための所 望のレイまでの距離を計算するために掲示される距離指標の位置に関して、ホー ルのティーボックスではゴルファーはすでに知識を得ている。 従来から、各ホールのレイアウトの特徴およびいくつかの位置からグリーンの 中心までのホールに沿った距離を示すために、ゴルフコースでは、プロショップ でコースに関する情報を記載した冊子を販売している。 また、距離マーカーは、通常、各ホールのルートに沿ってスプリンクラーヘッ ドに配置され、プレーヤはその位置からグリーンの中心まで距離を知る。 これらプレーを補助するものによって、ホール・レイアウトに関する 情報、および、ハザードの位置が提供され、また、ボールから最も近いスプリン クラーヘッドまでの距離を歩測することによって、ゴルファーがボールからグリ ーンの中心まで距離を推定できる。 この種の測定が、決して正確でなくて、ホールについての知識を高め、および 、このことにより、ゲームをよりよくする機会を増やす。 それらも、コスト(コース、距離の歩測、その他に慣れようとしているゴルフ ァーの後のあらゆるゴルファーのプレーのペースを遅くすること)を強要する。 他のプレーヤのゲームの楽しさに対してと同様、遅いプレーは、コースの毎日 の収益に悪影響を及ぼす。 多様な提案が、ゴルフ・コース情報システムを改善するために行われた。 これらの見せかけの改良の意図は、平均的プレーヤのスコアを減らし、プレー に対する熱中およびプレーの速度を増し、そして、あらゆるホール、ボールまた は「ライ」からグリーンまでの距離、ピンまでの距離および方向、ハザードの位 置に関するプレーヤのコースについての知識を高めることである。 従来提案されたものには、Dudleyの米国特許番号(USPN)5,044,634に開示さ れている(「Dudley634の特許」)ゴルフ情報システムのような、陸上を移動する 要素と相互作用するコース上の多様なレイアウトに埋められた電線の使用、およ び、Storms,Jr.にUSPN 4,703,444(「Storms,Jr.444の特許」)およびWangに対 するUSPN 5,056,106に記載されているような、ゴルファーにコース全体の特徴お よびプレーしているホールの特定の目印からピンまたはフラグまでの距離の知ら せる、無線方位測定または、三角測量技術の使用が含まれる 20数年前、米国政府が、多様な政府のための距離、領域および位置を決定する 手段として宇宙衛星および地上の局を使用する衛星測位システム(GPS)出資し て設立したが、それは多くの産業および商業的な応用に もとても役立つようになった。 多くの地球-軌道に乗って回っている衛星は、地球上のまたは地球に近い点の 位置を、地上の受信機を使用して決定する基準点を提供する。 これらの衛星の軌道は地上局のGPS受信機によって、モニターされ、衛星から の信号の行程時間は各衛星までの距離を測定するために用いられる。 衛星からの各信号は、それぞれの衛星からの信号の送信およびGPS受信機アン テナでの受信の間の経過時間を測定し、それによりその経過時間および光の速度 の積として距離の計算を受信機ができるようにするためにコード化される。 受信機は、大きい地上局に制限される必要はなくて、多数の民間のナビゲーシ ョン、位置および距離測定を行っているシステムのための、携帯可能で、移動式 のおよび手に持つ形式において、利用できる。 三つのGPS衛星への距離測定値は、正確に地球の表面上または地球の表面に近 い物体の位置(すなわち、固定されているか携帯可能な型のGPS受信機のそ位置 )を定義できる。 第4の衛星は、GPSシステムがクロック・タイミングを確認するのに役立つ距 離測定値を提供する。 いくつかの衛星が「視野」にある場合には、コンピュータの使用によって、GP S受信機は、事実上即座に高い精度については理諭的に距離を計算できる。 しかし、実際問題として、システムおよび自然の現象から計算された衛星信号 の到達時間の測定値において、典型的に起こる小さい誤差さえ、距離および位置 計算の精度をかなり下げる。 誤差引き起こしている現象は、大気の伝播によるもの、受信機によるもの、衛 星の位置および衛星クロックを含む。 さらに、政府は民間のユーザに完全な精度を与えないために故意に衛星信号に おける誤差を導入する。 これらの誤差の結合された効果が、100mくらいの程度になる可能性がある。 測定値のこの程度の大きさの誤差は、多くのGPSに基づく測定システムにおい て、寛容できるが、ゴルフ・コース位置決めおよび距離凰定システムにおいて、 容認できない。 それにもかかわらず、最近、他の位置および距離測定のアプリケーションにお いて、使われているシステムと、正確に同じ目的のために、GPSをゴルフ・コー スで使用することが提案された。 HustonのUSPN 5,364,093(「Huston093特許」)には、例えば、従来のデファレ ンシャルGPS(DGPS)を使用するゴルフ・コースのための位置および距離測定シ ステムが、記載されている。 BiancoのUSPN 5,438,518(「Bianco518の特許」)も、従来のDGPS位置および距 離測定システムのゴルフ・コースへの応用を開示する。 DGPSは、ユーザの近くの既知の位置の地上受信機から、誤差訂正情報を放送す ることによって、距離測定の誤差を小さくすることを意図された、広く使われて いる政府出資のGPSシステムの改良である。 DGPSでは、2台のGPS受信機が使われ、1台は既知の定位置にあり、その既知 の位置および衛星GPS信号から計算した位置の間の差で信号の誤差を修正する。 定位置(基準)の受信機は、他の全ての受信機用に連続的に修正値を出力し、 定位置の受信機は、その受信領域内で動いてもよい。 誤差についての情報によって、全ての距離および位置の計算がユーザの受信機 で訂正される。 従来のDGPSは、位置計算の誤差をおよそ5m以内の精度(大部分の商用の要求に 非常に適しているが、まだゴルフ・コース距離測定システムのために容認できな い)に縮小できる。 地上の特定の点に対する船の位置を決定するために用いる従来のDGPSシステム と等しいシステムは、ゴルフ・コースのホール上のピンに対するゴルフ・カート 受信機の位置を決定するために用いることができ る。 気象状況および地形(厳しいか、照準線またはその他通信に干渉しない限り) は、GPSシステムの位置決定に少しの影響しか及ぼさず、ユーザの受信機の大き さまたは位置にはわずかな制限しか課されない。 DGPSの詳細は、容易に多くの出典、例えばBlackwell,"Overview of Differen tial GPS Methods",Global Positioning System,vol.3,pp.89-100,The In stitute of Navigation,Washington,D.C.(1986)から得られる。 Blackwell(Stanford Research Institute International)の論文は四つの差動 のGPS技術を詳述し、その一つはHuston093特許により提案されるものと実質的に 同一である。 本件出願と同じ譲受人に譲渡された係続中のそれぞれ出願日が1995年4月18日 および1995年9月8日である特許出願番号08/423,295および08/525,905(「295出 願および905出願」)には、DGPSを利用したゴルフ・コース位置決めおよび距離測 定システムの改良が記載され、とりわけ、ユニークなフィルターアルゴリズムを 利用することにより従来のDGPSよりかなり高い精度および信頼性が得られている 。 295出願および905出願に従うシステムでは、ベースステーションおよびゴルフ ・カート間の比較的安い通信ネットワークがずっと効率的な方法のデータ伝送の ためのその割り当てられたバンド幅でネットワークからゴルフ・カートを簡単に および能率的に加えるかまたは除去するための可変長の通信ネットワークを利用 する。 それらの同時係属出願のシステムも、以下を含む高解像度カラー・グラフィッ クスを生成し、記憶し、表示する能力を有する: ベースステーションモニターのコースの全てまたは選ばれたグループのホール のレイアウトおよび現在のホールのレイアウト、およびカラー広告およびユーザ へのプロのヒントをコース上のゴルフ・カートのモニターへ提供する。 これらのシステムは、カート・モニター上の現在のホールの自動表示、 各ホールに対するプレーのペースの測定およびカート・モニター上の自動ポップ アップ・ゴルフ・ヒントおよび広告のようなユニークな特長のために、一つのホ ールから次ヘカートが移動するときにゴルフ・カートがコースの所定の範囲また は領域である時を検出し、また、ゴルフ・コースのレイアウトを調べ、それから 後の検索および表示用にデータを後処理し、記憶するためにデータを集める改良 された技術を提供する能力を有する。 改良された技術では、ユーザに太陽光線のもとでも例外的にカラーを見やすく するためにモニターをカートの屋根に取り付ける。 前記の係属出願において、開示されるシステムは、プロリンク距離およびコー ス管理システム(ここではより簡単に「プロリンクシステム」と言う)の名前で 販売される。 プロリンクシステムは、以下を含む: ゴルフ・カート−ベースのサブシステムであって、その代わりにまたは加えて 、ゴルファーによって、運ばれる手に持つ装置にパッケージされてもよく、両方 とも、一般的な用語でモバイル装置、携帯可能な装置または移動装置に含まれる 。 各移動装置は、かなり強化されたハードウェアのおよびそれらの発明のシステ ムにより提供されるソフトウェアと共に、最高水準のDGPS技術を使用する。 プロリンクシステムは、ゴルフ・コースのカラーまたは白黒グラフ図または地 図をカートのビデオ・モニタまたは手に持つ装置の液晶ディスプレー("LCD") の上に生成し、記憶し、表示する。 コースの各ホールについては、そのハザードおよび特徴の全てと、選択的にそ の上に重ねて、ホールのプレーの間リアル・タイムでゴルファーの一定であるか 変化している位置(厳密にはカート-ベースのシステムの場合カートの位置)とが 、表示される。 システムは、現在のティー・ボックスから現在のピン位置(その両方は、コー ス・マネージャまたは管理者によって、毎日変更されてもよい) への距離、同様にホール上のカートの他のあらゆる位置からピンまたはホールの 他のあらゆる地点への距離の正確な測定値(ヤードの、または、メートル)をゴ ルファーに提供する。 本質的には、「電子的なヤーデージおよびホール・フィーチャー冊子」は、ボ ールの各ライのクラブ選択をプレーの間向上するために提供される。 プロリンクシステムも、選択されたカートでのゴルファーへの個人的なメッセ ージを表示し、特定のホールで放送されるようシステムにプログラムされる有益 なヒント(「プロのヒント」)およびシステム全体にわたる広告のおよび宣伝のメ ッセージを提供する。 コース管理サブシステムは、コース管理者(通常、プロのショップを経営して およびプレーヤにレッスンを提供するコース所属のプロゴルファー)に、システ ム-ベースのカートを介して、各ゴルファーまたは全てのゴルファーの位置を追 うこと、選択的にコース上の各ゴルファーまたは全てのゴルファーと通信するこ と、プレーのペースをモニターし、改善することおよびコース運営上の統計のデ ータベース編集することを可能にする。 個人的なメッセージを選択したカートに送ることができ、非常事態または他の 全体に対するメッセージが、システム全体にわたっていつでも、「プロのヒント」 、広告または宣伝のメッセージがコース上のカートの位置に基づいて動作中の時 間、例えば、あるホールのグリーンを出て次のホールのティー・ボックス入る間 の時間、でも送ることができる。 カート-ベースであるか他の形式のプロリンクシステムの移動装置は、ゴルフ ァーに、コースまたはどんな特定のホールでもプレーする方法、または‖コース 管理によって、ビジネスを実施する方法に負担をかけるかまたは大きく変えるこ となしに利点を提供する。 利点には、以下のものが含まれる: (1)カートから重要なコース・フィーチャ(グリーン、ピン、フェアウ エーのハザード、その他)への距離のリアルタイムの正確な表示 (典型的には2m以内)。 (2)カート・モニター上の大型(例えば、7.5インチの)で、高解像度の 全コース、個々のホール、グリーン、他の詳細なフィーチャの地図のカラー・デ ィスプレー、そして、(3)カートへおよびカートからの、個別の通信およびメ ッセージ送信の能力。 カートの位置は、個々のカート・モニターにおよびコース管理ステーションで のモニターに、プレーしているホールの地図上にリアル・タイムで表示される。 カートが動くにつれて、ピンまでの距離およびハザード間での距離の計算はデ ィスプレー上で自動的にアップデートされる。 ディスプレー上の別々の移動できるカーソルによって、一単に適切にカーソル を配置することによって、−プレーヤはホール地図に示されるあらゆるフィーチ ャに対して正確な距離測定値を得ることができる。 システムの他の特長は、各ショットのショット距離を単にディスプレーのそば の「ショット距離」ボタンを押すことによって、読む能力である。 ゴルファーは選択的に全コース・レイアウトを見ることができ、プレーの前後 および最中に、個々のホールのフルカラーの表示を得ることができる。 自動ズーム機能は、例えばグリーンの輪郭または特定のハザードの詳細を見る ために、選択された目標領域の解像度を上げる。 希望する場合、移動装置は自宅でまたは他の場所で、それがカート・モニター に元々表示されたように、コンピュータ・ディスクからリプレーされることがで きるよう全ゲーム(ストロークごとに)を記録できる。 あるいは、ティーからフェアウエー、グリーンまで、各ショットの「ハードコ ピー」の印刷物は、クラブ・ハウスのコンピュータから得ることができる。 プレーヤは、したがって、ゲームを分析することができ、プレーの次のラウン ドの前に技能を向上するために適当な時間を問題領域につぎこ むことができる。 各ショットに関する最も重要な決定は、ピン位置、ハザード、その他に対して プレーするゴルフ・クラブの選択である。 プロリンクシステムによって、プレーヤが一貫してよりよく、より速いクラブ 選択をすることを可能になる。 同時に、システムによって、ゴルファーが、目標距離およびコース・レイアウ トに関して、不適当な情報に起因するであろうスイングの当然の不一致を訂正す ることを可能にする。 プロリンクシステムの動作において、カート・システムのホール表示および距 離機能は、各ホールの初めに自動的に起動される。 移動している装置からピンまでおよびトラップおよびウォータのような重要な ハザードまでの距離が、これらのフィーチャが見えるとき、いつでもディスプレ ーに表示され、アップデートされる。 四つの矢印キーは、プレーヤに、ホールの表示の周辺のカーソルをコース上の どんな点にまで移動してその点までの距離を得ることができるようにする。 一つのボタン押すことで、例えば、プロのコースにより作成されるプロのヒン トまたは大事なアプローチ・ショットまたはパットのための等高線の完備したグ リーンの拡大を提供してもよい。 それに加えて、プレーヤのドライビング距離はティー・ショットの後自動的に 表示され、次のショットのためのピンまでの距離は自動的にわかる。 プレーヤがグリーンに着いたあと、画而は広告、宣伝のメッセージおよび他の どの情報(例えばコースささいなこと)も表示できるようになる。 プレーヤが次のティーの一定の距離内に接近するかまたは次のティーに到着す ると、プロリンクシステムは、プレーを続けるために次のホール・レイアウト表 示に自動的に移動する。 さらに、ユーザが一つのボタンも押すことなくゴルフの全ラウンドを することができ、それでもまだ毎日のピン位置および重要なハザードへの正確な 距離を得ることができるという点で、プロリンクシステムは押し付けがましくな い。 ユーザは、先進機能を利用するためにシステムと相互に作用することを要求さ れるだけであり、少し例を挙げれば、それはプロのヒント、グリーンが見やすく なることおよびショットの距離を含む。 プロリンクシステムのコース管理部分は、以下を含む: ベースステーションコンピュータ装置、受信機/送信機装置およびコース管理 者の毎日の操作および収益に対する洞察を改善するクラブハウス(または他の所 望の位置)のビデオ・モニタ。 コース管理部分の主要な利点には、以下のものがを含まれる: (1)各ホール上のプレーの間の正確な位置決めとともに、コース上のあ らゆるゴルフ・カートの動きをリアルタイムで識別し、位置決めし、モニターす る能力、 (2)位置を正確に指摘して障害の原因の分析し、プレー速度を向上し、 全てのプレーヤの楽しみを高めるような情報の使用、 (3)管理および所定のスタッフ人員に、コースおよび運営改良を行うた めの技術に対する正確な統計の洞察を提供する大規模なコンピュータ処理された データベースの収集、そして、 (4)広告および宣伝による潜在的な収益向上を伴う、全ての移動装置へ の通信およびメッセージ送信の便利なソースの可能性。 クラブのデータベースの一部として収集されるデータが、経営者側および重役 に報告している経営情報システム("MIS")のために、容易に使用され、必要に 応じてテーブル、図およびグラフが完備したクラブ会員およびプレーヤのための レポートを提供し、地方自治体のおよび他の公共のコースの場合、適当な当局に 、プレーヤに統計のおよびコース情報と同様に、必要なレポートを提供するため に使用される。 一例として、収集されたデータは、ラウンドが始められた日付および時間、各 ラウンドのプレーヤの名前、ティーの時間、実際のスタート時 間、実際の終了時間、各ラウンドに要した時間、各ホールに要した時間、ホール ごとのストローク、毎日のピン位置、および全てのラウンドを含むことができる 。 それらの他の利点に加えて、プレーをモニターしてコース問題を判断しておよ び訂正するために使用されるコースの巡回スタッフは、プロリンクシステムから 得られる情報によって、コース管理者までに減らすことができる。 より少ない数の巡回員にもかかわらず、障害または効率的なプレーに対する他 の支障が起こっている正確な位置に、急行させることによって、より能率的に使 用できる。 各移動装置は、メッセージのためにゴルファーを選択するために、問題を引き 起こしている人々を識別するために、または他のために、プレーの間、各装置を 周期的(例えば、コース上のカートの数により2から16秒ごと)にモニターする (および表示する)システムにより送信されるユニークなID番号を割り当てら れる。 特に、プロリンクコース管理システムは、以下を含む: ベースステーションおよびゴルフ・カートが互いに通信して情報を共有できる ような無線周波数(RF)データ・リンクおよびパソコン(PC)モデム・リンクの 組合せを備えるコース管理コンピュータ(CMC)。 プロリンクシステムのネットワーク通信システムは、ベースステーションおよ びゴルフ・カート間のデータの送信のために経済的でおよびバンド幅効率のよい 技術を使用する。 周波数シフトキーイング(FSK)は安価で、実行しやすくこのことによりプロ リンクシステム全体のコストを最小にしているので、FSKがデータ伝送のために 選択された変調技術である。 FSKは、位相シフトキーイング(PSK)のような、他のより高価な変調技術に比 較してバンド幅効率を欠いているが、プロリンクシステムは、それぞれのデータ を送信する各カートおよびベースステーションに正確な時間に割り当てる、GPS 受信機から利用可能な正確なパルス毎秒(PPS) 信号で同期される正確な時間制御時間分割多重送信(TDM)方式を使用すること によって、利用可能なバンド幅を非常に効率よく使用する。 これにより、1台のカートが実際に送信しているときには、どんなコース上の カートもベースステーションも送信を行わないことが確実になる。 このような正確に時間制御されたTDM通信ネットワークは、ベースステーショ ンが情報を送ることを要請するために各々のカートを登録する必要性を排除し、 したがって、実質的に通信ネットワークのバンド幅効率を増やす。 プロリンクシステムは、ティー・ボックス、グリーン、フェアウエー、ウォー タ・ハザードおよびサンド・トラップのようなフィーチャを含むゴルフ・コース のレイアウトを表すデータを集めるためのユニークな技術および方法も使用する 。 このような集められたデータは、それから後処理されて、後の検索および表示 のためにベクトル形式でメモリに効率的に記憶される。 さらに、ゴルフ・コースを表しているデータがメモリに記憶されるならば、こ のようなデータは所定の区域または領域に対するゴルフ・カートの位置を効率的 に決定するために使用できる。 そのために、プロリンクシステムは、ユニークな領域検出アルゴリズムを利用 してゴルフ・コース上の実際の領域または物に対応する多くの異なる領域を作成 する。 このような領域は、コースの特定のホールのティー・ボックス領域またはグリ ーン領域に対応して作成される。 従って、ゴルフ・カートの座標が対応する領域内にあるときに、プロリンクシ ステムはゴルフ・コースの実際の領域におけるゴルフ・カートを検出する能力を 有する。 このような領域検出アルゴリズムの使用によって、プロリンクシステムの多様 な機能が容易に実行される。 このような機能は、カートが新規のホールのティー・ボックス領域を 入るときのカート・モニター上の自動ホール表示およびカートが1つのホールか ら次まで移動するときの自動ポップアップ、高解像度カラー広告を含む。 加えて、ホールに対するプレーの速度は、ゴルフ・カートがホールのティー・ ボックス領域を入れる時からカートがそのホールのグリーン領域を出る時までの 時間を測定することによって、得ることができる。 意図されるためのGPSおよびDGPSシステム能力にもかかわらず、ゴルフ・コー スおよび他の位置決め、距離測定および測量応用使用で、移動装置が障害物の後 に移動するとき、このようなシステムは、一般に信号を見失い、そのための通信 および機能が失われることに悩まされている。 ゴルフ・コースでは、コースが木が濃密に茂っている場所か、非常に丘が多い 場所か、コース内かまたはコースに隣接して建物または他の建造物がある場所か 、あるいはこれらの種類の障害物の全てが強力な信号の送信を不明瞭にするかま たは干渉するのに充分な大きさならば、これが特に問題となる。 これらの条件において、ゴルファーは必然的にカートのモニターの画面表示が 比較的頻繁に、また時には長く機能しない事態に直面する。 ゴルファーがこのようなシステムにより依存しているようになるとき、システ ムが結局ゲームを向上しているよりはむしろ、プレーヤにストロークを要するこ とになることができるために、頻繁な機能しない表示は非常にいらいらさせる傾 向があっておよび逆にプレーヤのゲームに衝突する可能性がある。 したがって、ゴルフ・コース-ベースの位置、距離測定、ナビゲーションおよ び情報システムの相当な改良を提供することが主要な本発明の目的であり、その システムは、信号の中断または妨害している障害物にあっても停止することがな い。 Huston 093特許およびBianco 518特許の開示により例証される比較的単純化し たGPS-ベースのゴルフ・コース距離測定システムは、ゴルフ・コース上の実際の 使用の重要な要素であるコースにあわれる通信障 害物の重大な問題を処理する能力が大幅に欠けるために十分に正確でない。 米国中のゴルフ・コースの比較的大きいパーセンテージのゴルファーおよびコ ース経営者側の信頼性および精度要求を簡単に満たしているが、係属中の295お よび905特許出願において、開示されるシステムにより提供される改良さえ、全 てまたは多数のホールが木に囲まれているか、または、起伏している丘に造られ るか、または、相当な高さのすぐ近くの建造物を有するコースでの満足な問題解 決法を提供することができない。 木が、GPS衛星信号を減衰させることは知られており、しばしば受信を完全に 遮蔽することがある。 また、ゴルフ・カートが丘の近くにあるときに、丘の頂上の直下の低い高度の 衛星からの信号は受信されない。 同様に、カートが緩やかな丘の斜面にある場合、GPSアンテナに導入される傾 きにより、傾き方向から離れた低い高度の衛星を遮蔽する可能性がある。 一般に、二つの問題のうちの少なくとも一つは、起こる: 1)障害物によるGPS衛星の遮蔽のために、ナビゲーションの解を計算する ために同時に追跡する利用可能な見える衛星の数が少なくなりすぎこと、または 、2)遮蔽されていない(すなわち、見える)衛星が、大きく距離精度を減らす ような貧弱な幾何特性を有すること。 大部分のゴルフ・コースは木および丘の美しさだけでなくコースのフィーチャ ーが象徴するコースをプレーしているゴルファーに対する挑戦も提供するように 設計されている−上述のGPSベースのナビゲーション・システムの二つの問題の 原因の相当な部分は全く同じフィーチャーである。 さらに、予想することができないことは、コースが、再設計されるか、または 、美しさおよび挑戦を犠牲にして、距離測定またはナビゲーショ ンに適応させるために将来設計されることがある。 従って、このようなコース・フィーチャーが原因で起こるので、米国の現在の 14,000のゴルフ・コースの半分より多くで、プレー中に使用されるときに、GPS- ベースのシステムには深刻な停止が起こることがある。 実用的な問題として、このことが、このようなシステムをこれらのコース上の 使用に不適当にする。 さらに、GPS-ベースのシステムは、障害物を原因として多少停止するので、ア メリカ・コースのもう4分の1でなんとか適切である。 したがって、少なくとも、アメリカ・コースの4分の3は、GPS-ベースの距離 測定値システムの導入を適切にサポートする可能性はない。 非常によく似た状況は、他の国(例えば日本)のコースでもある。 部分的には、これは代わりのシステムが、あとに続くことができるという理由 である。 埋められたワイヤー・システム(例えば、それはDudley634特許において、提 案した)は、障害物の問題を避けられるが、それを最初から望ましくなくする無 数の他の問題を有する。 推測航法システム(それについて、Storms,Jr 444特許が典型的である)は、 逆にGPSシステムに影響を及ぼす照準線の制約を避けられるが、しかし、GPS技術 については存在しない理由のために時間に関するまたは距離に関する精度の低下 を普遍的に被る。 これらの誤差の蓄積を訂正するための推測航法システムをアップデートする方 法は、ゴルファーから重要な入力または注意を適切な性能のために要求した。 この不利な点の結果、推測航法-ベースの距離測定値システムがゴルフ市場で ほとんど人気のないものとなった。 ゴルファーにゲームから離れて注意をシステムの有効性に傾けるよう要求する システムは、ゴルファーのゲームを向上するための補助であることを主張しても 、うまく受け入れられそうにない。 GPS-ベースのおよび推測航法-ベースのシステムの両方によって、直接 引き起こされるこれらの種類の問題と向かい合うことを避けるために、従来技術 システムでは、これらの条件がまさった期間の間は、非常に不正確な傾向がある 距離のひどく人為的な推定値だけを表示するか、または、単に動作しなくなり、 ゴルファーが距離情報を全く利用できなくなった。 いずれにせよ、ゴルファーはこれらのシステムに期待される信頼できる、正確 な距離の測定値の恩恵を失った。 実際、これらの問題に直面して情報を偽造したり、情報を提供することをやめ たこのような測定値によって、このようなシステムを備えているコースをプレー する機会を有したゴルフをしている一般市民の大部分に、「問題」コースで信頼で きないように見られるようになった。 発明の要約 本発明は高い精度距離推定値がゴルファーに利用可能である時間を実質的に増 やすことによって、GPS-ベースのおよび推測航法-ベースの距離システムの従来 技術の上の重要な改良を示し、これにより、特に木および不均等な地形を有する コースでの測定値システムの信頼性を向上している。 そのために、本発明は末梢的にGPSまたはDGPSに依存するだけで、その代わり に、較正のためだけにDGPS技術からのサポートを備える推測航法-ベースの距離 システムの利点を使用し、プロリンクシステムのフル機能の管理および情報能力 を組み合わせたゴルフ・コース距離および情報システムを提供する。 軍用および商用の航空機において、現在使用されるナビゲーション技術は、ど のような単一のソースが備えている供給能力より、広い作動状態の範囲にわたっ てより強力で信頼できる結果を生成するために、一般にナビゲーション情報の多 数のソースを組み合わせる。 例えば、慣性ナビゲーション・システム(それは推測航法-ベースのシ ステムの例である)は、航空機の位置、速さおよび姿勢の高い帯域幅の出力を50 回/秒の頻度で提供するが、しかし、時間的に大きくずれる望ましくない傾向を 備えている。 対照的に、GPS衛星受信機は、位置および速さ(典型的に毎秒一度だけ)に関 してより望ましくない低い帯域幅出力を提供するが、しかし、慣性ナビゲーショ ン・システムに関して起こる時間の誤差の蓄積はない。 本発明のシステムは、好ましくはカルマン・フィルタを使用するる最適の推論 コンピュータ・アルゴリズムによって、GPSシステムの一面を推測航法システム の望ましい属性に組み合わせて、従来成し遂げられていたよりも非常に広い作動 範囲で、ゴルフ・コース位置、距離測定、ナビゲーション、情報およびの上のコ ース管理システムの性能の重要な協働の改良を達成する。 従って、本発明の基本的な目的は、非GPS-ベースの位置、距離測定および/ま たは、GPS衛星への一貫した照準線への障害物の存在にかかわりなく、一貫した 精度および信頼性で全コースを通してプレーすることを保証するGPS較正を有す るナビゲーション・システムの高度な協働の組合せを有するゴルフ・コース・オ ペレーティング・システムを提供することである。 本発明の他の重要な目的は、世界のより多くのゴルフ・コースにあわれると期 待される地形に対してプレー時間の98パーセントにおいて、ゴルフ・コース上の ゴルファーの位置に関して2ヤードより高い精度を有する信頼できる情報を与え るこのようなシステムを提供することである。 本発明のさらに他の目的は、強力で経済的であるこのようなシステムを提供す ることである。 後者の関しては、非常に正確で、干渉に影響されなくても、故障および障害が 起こりやすかったり、使用するのに高価であったり、またその両方であるシステ ムを提供しても、ゴルファーにとってほとんどまたはまったく価値がなく、単に 博物館的好奇心または話のたねである。 好適な実施例により、ゴルフ・コース位置、距離測定、ナビゲーショ ンおよび本発明の情報システムを実施するために現在考えられる最良の形態を記 述する前に、本発明がゴルフ・コースの環境のこのような結果および情報を提供 することに限られていないことが強調される。 むしろ、衛星ナビゲーションおよびデジタル通信技術の多数の他のコンシュー マ、商業および産業の適用業務まで広げることができ、そこではGPSかDGPS信号 喪失の問題は、移動装置の近くの物理的な障害物、照準線問題または他のより強 い信号からの干渉のいずれかを原因として起こる可能性がある。 したがって、本発明はゴルフ・コース適用業務ためのシステムと方法の環境と して後述してあるが、ここでACUTRAKゴルフ・コース測定および管理システムに (簡単に「ACUTRAKシステム」)と称されるもので具体化してあり、本発明はその 適用業務に限られていなくて、正確な位置の信頼できる追跡、所定の点に対する 距離および/または移動装置のホストのナビゲーションを保つことが必要である か望ましいあらゆる商業的努力において、事実上有用であり、例えば、小包み配 達システムまたは輸送システム、または、農業の植え付けおよび収穫システムの ような、障害または他の干渉が多い業務に有効である。 ACUTRAKシステムは、ゴルフ・カート-ベースであるが、代わりにまたは加えて 、より小さい車両またはここで開示される車輪-トラッキング・システムの万歩 計形式とともに使用されるモバイル装置または手に持つ装置を備えているゴルフ ・バッグ台車にも考えられるところでは実装される可能性があった。 一般的な用語「モバイル装置」、「携帯可能な装置」、「移動している装置」、など は、低い帯域幅の衛星ナビゲーション技術により較正される高い帯域幅の推測航 法ナビゲーション技術を利用するどんな形式にでも適用されることを意図されて いる。 プレーヤの(またはより一般に、ユーザの)動き、ベースステーションおよび 移動している装置間の情報通信およびトラフィック管理から生ずる距離の測定値 を変化させることとは対照的に、例えば、一定の距離 測定を提供するために本発明のハードウェアおよびソフトウェアに取り入れられ たこれらの技術の協働の使用により提供される利点が、追加された特長および態 様により向上されている。 プロリンクシステムによる距離測定のためのGPS技術上の排他的なよりどころ を除いて、係属中の295および905特許出願において、開示されるプロリンクシス テムの特長の全ては同じようにACUTRAKシステムに取り入れられる、それらの出 願の明細書は本明細書に参照として全て取り入れられる。 更に、システム全体の一部が取り入れられるゴルフ・カート(または他の移動 装置)の進行方向または方向に対して外挿して、車輪により移動される距離およ び車輪の方向を追跡する推測航法システムの形で、ACUTRAKシステムは、ユニー クなガイダンス・システムを備えている。 ACUTRAKシステムは、システムが少なくとも一回プレーの間に、あるいは、プ レーの前に、DGPSを使用して、較正される限り、障害物を感じず、影響されない 。 したがって、カート・モニター上の頻繁な機能停止の告知を経験する代わりに 、ゴルファーはACUTRAKシステムの連続した、信頼できる動作だけ認識している 。 図面の簡単な説明 本発明の上記およびさらなる対象、特長、態様および効果は、本発明を実実施 するために現在考えられる最良の形態の詳細な説明の、好適な実施例および方法 を添付の図面と共に参照した、以下の考察から明らかになる。 図1A、1Bおよび1Cは、それぞれ、ゴルフ・コースで使用中のプロリンクシステ ムの一部の単純化されたダイアグラム、システムのカート-ベースのプロリンク コンピュータ装置の主要な電子的な部品のブロック図、およびカートの屋根の内 部に取り付けた使用者が見るための表示装 置である、 図2は、プロリンクシステム全体の単純化されたブロック図である、 図3は、コース管理システム(CMS)/プロリンクシステムのベースステーショ ン部分のより詳細なブロック図である、 図4は、ベースステーションのプロリンクコンピュータの電子的な部品のブロ ック図である、 図5は、ベースステーションコンピュータ・ソフトウェアのブロック図である 、 図6は、CMSコンピューター・モニタ上のグラフィカル・ユーザー・インタフ ェース(GUI)のウインドウ表示である、 図7は、CMSコンピューター・モニタ上のポップアップ・メッセージのGUIウイ ンドウ表示である、 図8は、ゴルファーのゲームの改良を援助する距離測定値およびコース管理の ためのカートの位置を観測する位置測定を提供する強力なゴルフ・ナビゲーショ ン・システムの単純なブロック図である、 図9は、デファレンシャルGPS(DGPS)較正を使用している一般化された推測 航法ナビゲーション・システムのブロック図である、 図10Aおよび10Bは、エンコーダを収納しゴルフ・カートへのそれ取付けるため に使用された機械の組立部品を示している正面図および側面図である、 図11Aおよび11Bは、本発明のDRシステムのためのコンパス・アセンブリの平面 図および側面図である、 図12は、浮動コンパス/前輪センサのDRシステムを使用した、本発明の好適な 実施例のブロック図である、 図13は、図12の実施例を説明するために、カーブで曲がっている前輪を示して いるDRナビゲーション・システム-装備のゴルフ・カートの単純化された平面図 である、 図14は、好適なDRシステム実施例の代わりの固定されたコンパス/前輪センサ の実施によるアプローチを示した多くの点で図12と同様の ブロック図である、 図15は、好適なDRシステム実施例の代わりの二重の前輪センサによるアプロー チを示しているブロック図である、 図16は、図15の実施例を説明するために、カーブで曲がっている前輪を示して いるDRナビゲーション・システム-装備のゴルフ・カートの単純化された平面図 である、 図17は、本発明のDR較正装置のブロック図である、 図18は、本発明のACUTRAK DRシステムにおいて、用いられている、プロリンク システム通信処理のブロック図である、 図19は、システム・タイミングを示しているグラフである、 図20は、プロリンク可変長パケット長さネットワークの単純な線図である、 および、図21はプロリンクシステムのための通信ネットワーク・パケット・タ イミング図である。 好適な実施例の詳細な説明および方法 係属中の295および905特許出願の明細書が本願明細書に引用したものとするけ れども、所望の態様の簡単な説明およびプロリンクシステムの特長は便利のため に読者に提供される。 図1Aを参照すると、プロリンクシステムは、以下を含む: 例えば、プロのショップに設置されることができるベース・ステーションまた はコース管理ステーション(CMS)10。 CMS 10は、以下を含む: CMCによる実行のためのソフトウェアと、中央処理ユニット(CPU)および ビデオ・モニタを有するコース管理コンピュータ(CMC)。 GPS受信機11は全ての見えるGPS衛星14から、典型的なGPSデータ伝送を受信し 、トランシーバ12は多数のカートーベースのモバイル受信機または移動装置16と の二方向の無線周波数(RF)通信を行う。 移動装置はプレー中のコースのホールの高解像度表示(および全コー ス自由に選択によって、所望のときはいつでも)を、そのホールの、ティーから カップ(用語「カップ」、「ピン」および「フラグ」は、ホール上の同じ点を参照す るた)まで、および移動装置からカップおよび多様なコース・ハザードまでの距 離の表示とともにカラー・モニタ19(図1C)上に出力する。 図1Bを参照すると、カート-ベースの装置(CBU)15は、CPU/ビデオ・カー ド18、GPS受信機21、RFデジタル・データ送信機/受信機(トランシーバ)カード 22および電力分配カード24を有するプロリンクComputer Unit(PCU)16を含む。 CBU 15は、また、モニター19および多様なプロリンクユーザ・オプションを選 択するためのキーパッド23を服務。 モニター19(図1C)は、カート16の屋根20の下側で装着されて、カートがコー スのカート・ショップから出発する時(カート-ベースの装置の他の電子装置と ともに)に電源が入れられる。 商用の広告またはプレーの前におよびホールとの間に提供されるプロのヒント を除いて、モニターは、通常の(すなわちデフォルト)表示として、プレーされ ているホールのレイアウトを表示する。 カートがプレーされる次のホールのためのティー・ボックスから所定の距離の 地点に到達するときに、この表示は自動的に変わる(カート・ショップから最初 のホールより所定の距離だけ手前の地点までの間では、例えばコース・ヒントよ うな情報メッセージが表示される)。 しかし、ユーザはいつでもカート屋根のモニターの下に取り付けられるコント ロールパネル上のキーパッド23の操作によって、その代わりに表示の他のオプシ ョンを選択できる。 図2のプロリンクシステム全体の単純化されたブロック図において、GPS衛星1 4-1、...、14nにより送信されるGPSデータは、CMS 10およびCBU15-1、...、15n により受信される。 CBS 10およびCBU 15間のトランシーバを通して確立されるRFコース通信ネット ワーク25は、DGPS修正値と同様、広告、プロのヒントを含 む一般的な情報およびベース・ステーションからのカートへのシステム全体のお よび個々のメッセージを送信するためおよびカートからベース・ステーションま でメッセージを送信するために役に立つ。 電話線28は、ベース・ステーション(CMS)10および外部世界へのインタフェ ース30間にデータ/音声/ファックス通信リンクを提供する。 プロリンクシステム能力については提供されるゴルフ・カート(ゴルファーが その役に立つ機能を装備されるカートを使用しないことを選ぶありそうもない場 合、コース上で使用される全てのカートがこの能力を備えている必要があるとい うわけではない)は、コース・カート・ショップで車庫に入れられる。 カート係員によって、カート・チェックアウトの時点で各ゴルファー/借用者 によって、与えられる個人の識別(CMS 10と組み合わされたコンピュータに入力 される)を介して、個人のメッセージは、コース上のどんな場所でもゴルフのラ ウンドの間のいつでもそのカート使用しているゴルファーにCMS 10により、知ら せることができる。 カートが係員に返されるときに、収集されてカートーベースのコンピュータ・ メモリに記憶されたラウンドのデータは伝送ライン31を経てCMS 10に伝送されて もよく、印刷物(「ハードコピー」)またはディスケットがクラブハウスにおいて 、作成でき、ゴルファーが持っていったり,以後の好きな時間にリプレーする。 CMS 10の固定されたベース・ステーション/GPS受信機11は正確な測量点に設置 され、それは標準の地上の測量またはGPSシステムからの衛星を使って計算され た位置によって、得られる。 同様に、ホール・レイアウトと同様に固定されたコース・フィーチャの間の、 例えばティー・ボックスおよびカップの間の(たとえこれらの位置が毎日複数の 可能性があるティーおよび/またはカップ位置を有するホールのためのコース・ マネージャによって、変えられることがあるとしても)、およびティー、カップ または他の固定された点およびハザードの間の、相対的な位置および距離はコン ピュータに記憶され、それ以 上何の要求もなく表示のためにいつでもカート・モニターに呼び出すことができ る各ホールの既知の点または境界である。 この情報は、CMS 10によって、各CBU 15に供給される。 ネットワーク制御データは、ベース・ステーション/カート通信のためのタイ ミング情報、メッセージ、オブジェクトの動的な状態(例えばピン位置およびテ ィー・ボックス位置)、必要ならばCBU GPS受信機をコールド・スタート』するた めの時間および位置データを有する初期化メッセージおよびコース巡回員のため のゴルファーIDおよび出発点時間情報を提供する。 各CBUによって、CMSに供給される情報は、IDによる各ゴルフ・カートの位置、 ゴルファーからのメッセージ情報、プレー・データのペースおよびプレー後の出 力のためのプレーヤ・スコアおよび統計の情報を含む。 プロリンクシステムの可変長通信ネットワークは、ほとんど無制限の数のCBU をシステムでサポートすることができる。 典型的な18-ホール・コースは約70〜80のゴルフ・カートを利用できる、プロ リンクシステムによって、簡単に適応させられる。 システムのコース管理部分は、上述の機能に加えて多様な機能を実行する。 例えば、ベース・ステーションでの高解像度カラー・コンピューター・モニタ は、全てのそのフィーチャを有するコース地図を表示して、ゴルフ・カート、リ フレッシュメント・カート、メンテナンス・カートおよび他のどの移動装置の位 置をも示し、それらがコースを移動するにつれてリアル・タイムでアップデート される。 ズーム機能は、特定の地図(例えば特定のホールまたは多くの隣接するホール )のどんな領域でも拡大できる。 ポップアップ・ウインドウは、CMSオペレータによって、ゴルフ・カートに配 信する全体メッセージのような動作を実行するために起動できる。 広告および宣伝のメッセージ(例えば特別な昼食、スポーツ・スコア、その日 の最も長いドライブを打ったゴルファーのアイデンティティ)および、個人のメ ッセージは、ベース・ステーションからカートまで送信できる。 CMSは、システム全体のタイミングおよびプロリンクシステム通信ネットワー クのマスター制御部も提供する。 図3のブロック図に示すように、ベース・ステーションは、ベース・ルーフ・ インタフェース・ユニット(BRIU)37、ベースPCインタフェース・ユニット(BP IU)39およびプロリンクシステム全体のマスター制御であるCMC 41を含む。 BRIU 37は、送受信を向上させるためにCMS 10がインストールされる建造物の 屋根に装着される。 BPIU 39は、BRIU 37およびCMC 41間のインタフェースを提供して、CMC 41から のRS-232フォーマットのデータをBRIU 37のためのRS422フォーマットのデファレ ンシャル・データに変換し、また、その逆に変換する。 RS422データはより強力であってBRIU 37に到達するためにケーブル57による比 較的長い距離を通過する。BRIU 37は、CMCから4000フィートまで離して配置でき る。 BRIU 37は、アンテナ43を有するGPSサブシステム42、各カートヘ/各カートか らデータ・パケットを送信して受信するためのアンテナ45を有する第1のPROLIN Kコンピュータ・ユニット(PCU)44、周波数をモニターするためのおよびステー ションIDを放送するためのアンテナ52を有する第二のPCU 51およびBRIU 37お よびCMC 41間のインタフェースのためのインタフェース・コンバータ53を含む。 BRIUは、また、連続の見通し線通信を妨げるであろう特にきつい地形を有する コースでのよりよいRF通信のために、リレーPCU 55を含むことができる。 GPSサブシステム42は、見える衛星14-1、...14-nから受信されるGPS 信号データを使用して、CMSベース・ステーションの位置の一定の測量点に関す る各見えるGPS衛星のためのデファレンシャル擬似距離および擬似距離速度修正 値としてDGPS修正値を作り出す。 DGPS修正値は、BPIU 39を経てCMC 10へ通信される。 CMCは、チャネル決壊誤差を防ぐための強力な通信パケットを作成して第1のP CU 44にBPIU 39を経てそれを送り、その後CBU15-1、...、15nに送信する。 GPSサブシステム42も、CMC 10、第1のPCU 44および第二のPCU 51にコンピュ ータに割り込みとして実行されるパルス毎秒(PPS)信号によって、正確に第一 のPCU 44を経たRF通信を制御するマイクロ秒(ms)に近いレベルへのシステム・ タイミングのための正確なシステム・タイミングを提供する。 特定のPPSの直後に続いているGPSサブシステムからのGPS時間-タグを付けられ たメッセージは、PPSの発生の時間を示す。 GPSサブシステムが電源を入れたときに、適切に初期化されない場合に、CMC 1 0は適切な衛星の捕捉ために位置、時間および日の初期値をそれに提供する。 第一のPCU 44は、CMC 10の指揮下のCBU 15への情報を送信し、処理および応答 のためのCMCに、カートから受信されたデータを送る。 PCU 44は、また、CMC 41により供給されるパケット化された連続的なデータ流 れをプロリンク・システム上の放送のためのバイナリのFSKデジタル変調に変換 する。 CBUから受信されるデータは、ユニット44で、CMC 41による処理のために、FSK からパケット化された直列ビットストリームに同様に変換される。 厳密にプロリンク・システムの使用のために、ゴルフ・コースに丘が多いかま たはカートおよびベース・ステーション間の照準線(LOS)通信への他の障害物 を有する場合、問題を軽減するかまたは減らす努力において、RFリフレクタ、デ フレクタまたは指向性のアンテナを有するリピ ータを含むリピータを使用することは可能なことが提案された。 このようなプロシージャは、障害物が存在する所で、モバイル・ユニット間の またはモバイル・ユニットおよびベース・ステーシヨン間のRF通信を維持するの に適切であるが、GPS衛星とのLOS通信の喪失を克服することには不適当である。 CMC 41およびビデオ表示モニター54は、クラブプロ(コース管理者)によりコ ース・プレーのリアル・タイム・モニタリングが容易なるので、プロショップに 設置される。 CMCは、プレーの速度を上げるか、またはコースの障害および他の問題を識別 する方法の分析のためにゴルファーのプレーの平均的速度に関する統計値を個々 にまたはグループで収集する。 モデム48は、各CBU 15(例えば故障の後の非常事態修理要求)の状態を含むこ れおよび他のコース使用データおよびシステム全体の動作データをコンピュータ からダウンロードすることを可能にする。 モデムは、コンピュータにデータ(例えば各カート・モニター上の表示のため に送信される広告)をロードすることを可能にし、 メンテナンス・プロバイダにプロリンク・システムのパフォーマンス履歴に関 するデータの遠隔抽出を可能にし、 システムにロードされる新規のソフトウェアのアップグレードを可能にし、 および他の都市のまたは他の場所の人にプロリンク・システムがインストール されているコースのプレビューを見ることを可能にする。 図4、第一のPCU 44および第二のPCU 51の構成要素を示しているブロック図に おいて、二つのPCUは、両方ともGPSサブシステム42を利用するので、GPSを欠い ている点を除いて、各々カート-ベースのPCU 16(図1B)に全く同じである。 CPUカード18は、インタフェース・コンバータ53を経てGPSサブシステム42 に接続される。 図5は、CMCソフトウェアにより実行される作業の主要なレベルの説 明を、各作業が実行される速度とともに図示する。 カートおよびベース・ステーションの両方の側で、リアル・タイム・オペレー ティング・システムは、ユーザからの入力および外部のソースからの自動入力を 取り入れおよびそれに応じて応答する。 実行の前に、システム初期化60は、CMCのビデオ環境および通信ポートをセッ トアップしてCMCがゴルフ・コース上の全てのカートに向かって話す通信ネット ワークを立ち上げる。 システム初期化60は、位置および時間とともにGPS受信機を初期化して、ベー ス・ルーフ・インタフェース・ユニットの第一のおよび第二のPCUを登録し、デ ータ・ファイル(例えばコース地図およびシステムに存在するゴルフ・カートの 数を含む情報)をロードする。 システム初期化が完了すると、その後のタスクは以下を含む: 第二のPCU 51がCMS 10が現在作動しているRF通信チャネルのステーションID を放送することを可能にするためにモールス信号データを送信する32ヘルツの( Hz)タスク62、 第一のおよび第二のPCUのようなシステム上の多様な装置からのデータを送受 信する16Hzのタスク64。 GPS受信機データは、16Hzタスクの間、新規のデータが受信されたかどうか検 査される。 セルフテスト・モニターの1Hzのタスク66は、プロリンク・システムの全ての 構成要素が適切に機能しているか調べ、GPS受信機から受信される新規のメッセ ージを解読してGPSデータ変換(1秒間隔内に実行されるこれらのタスク)を実 行する。 しかし、 1Hzのタスク68は、フレーム・カウンタをアップデートすることによりネット ワーク・タイミングを保持するために70のようなサブタスクを含む。 コース上のカートの存在を測定すること、それらのカートのためのプ レー・タイマーの速度をアップデートすること、チャネル変更の必然性を決定す る72、コース上のカートを管理する74、コース上のカートの数に基づいて長さを 長くするかまたは短くすることによって、可変長さネットワークの大きさを制御 する78、各カートへの送信のために、サブタスク74の結果に基づいてカート制御 パケットを作成する80、あるメッセージのカートへの送信が始まったか決定し、 このようなメッセージをネットワーク許可上の時間および空間としてフォーマッ トする82、カートへの通信のために、サブタスク78、80および82により作成され る全てのデータ・パケットを組み立てる84。 システムソフトウェアは、また、わずかなCPUスループットのリアルタイム 動作にあわせてウィンドウ化されたグラフィカル・ユーザー・インタフェースを 使用する。 図6は、アイコン(例えば90)によって、コース上の各カートの場所を示して 、全コースのレイアウトまたは選択されたグループのホールを含むメイン・ウイ ンドウと共に、コース管理デイスプレー54の上に表示される典型的なイメージを 図示する。 CMCはカート位置および特定のホールを相関させる。そして、それはホールが 正確に調べられたことを重要にする。 プロリンク・システムの、カートの座標が緯度、経度および高度で決定されて 二次元のX-Yリファレンス・フレームに変換され、それによって、コース・マネ ージャが、カートがコースの制限された領域に入ったかどうか、特定のカートの プレーが遅過ぎないか,観測するかまたは通知されることを可能にする。 図6イメージの右側は、表示されているホールの変更またはカートにメッセー ジを送ること、または、メッセージの受け取ること(右下角)を含むユーザ/オ ペレータ・オプションのメニューを示す。 図7において、CMCのグラフィカル・ユーザー・インタフェース(GUI)は、彼 女のオフィスに電話をかけるようカートのゴルファーへのメッセージを表示する ポップアップ・ウインドウとともにコースのフロント9 ホールを表示する。 CMCソフトウェアは、コース・マネージャにCMCからコース上の全てのカートに 包括的にメッセージを送り、または特定のカートに個人的にメッセージを送るこ とを可能にする。 本発明は、295および905出願に記載されているゴルフ・ナビゲーション・シス テムの上の多様な改良を提供し、主にGPS技術よりむしろ推測航法(DR)ナビゲ ーションの使用して、DR-装備のゴルフ・カートからプレーしている各ホールに 関連するカップおよびハザードを含む多様な特定のコース・フィーチャまでの距 離測定値を確かめるために固定された調査データまたは基準点に対して再度調整 するために各カートの周期的なDGPS較正を備える。 ベース・ステーションおよびカート間のまたはカート間自身の通信に関連する プロリンク・システムの多くのフィーチャ、装置(例えばカート上のモニターお よびキーボード、コース・マッピング、コース管理および管理能力)の位置を含 むディスプレー考察、その他が、ACUTRAKゴルフ測定および管理システムの少な くとも重要な部分に維持される。 図8のブロック図で図示されるように、強力なゴルフ・ナビゲーション・シス テム510はゴルファーのゲームの改良援助する距離測定512およびコース管理のた めにカートの位置観測する位置測定513の両方を提供する信頼できる情報を作り 出すことへの重要な要素である。 強力という語は、本発明(ACUTRAKシステム)のシステムが、一般に従来技術 システムおよび特にGPSを使用しているシステムより作動状態の広い範囲(木の 覆いの下にまたは大規模な丘を有するコース)で正確な距離測定値を提供するこ とを意味する。 「強力な」という用語は、制御系およびナビゲーション技術において、より合 理的な出力または結果を広範囲にわたる入力条件で提供しやすいシステムを記述 するためにたびたび使用される。 本発明によれば、強力なゴルフ・ナビゲーション・システムは、以下を含む: 推測航法ナビゲーション・システム。 用語「推測航法ナビゲーション・システム」が、ナビゲーション技術において 、共通に、ホスト車両の最初の位置、速度および時々姿勢について初期化され、 最初の開始状態から車両の運動の変更を追尾するナビゲーション・システムを定 義する。 ゴルフ・コース上のゴルフ・カート上の使用の経済的な推測航法ナビゲーショ ン装置の重要な部品の例は、車輪回転センサである。 センサは、初期化から初期出発点から進行した距離を決定するために車輪の回 転数を測定できる。 しかし、距離は単にスカラーであるだけである。 ゴルフ・コース応用例に役立つ情報のために、各方向に進行した距離が、知ら れなければならない。 水平面において、例えば、これは安いコンパス・センサを用いて磁気の進行方 向を決定することで成し遂げられる。 推測航法システムの利点は、それが極めて高い帯域幅の情報(すなわち数百回 /秒の速度での情報)を提供できるということである。 加えて、インチの小数の線形の運動に変換される車輪の回転はインチの小数ま で距離測定の物理的な限度をあらゆるサンプル時に達成できるのに、デファレン シャル・モードで動作する典型的な経済的な衛星ナビゲーション・システムは毎 秒1回でどんな一つのサンプル上でもの5mの精度の測定値を提供できるだけであ る。 さらに、推測航法システムは、衛星ナビゲーション・システムが全く距離推定 値を出力することができなくなる可能性があるマスキングに、影響されない。 推測航法システムの制限は、誤差を時間を通じて大きく成長させる可能性があ る誤差のいくつかの元が、システムの中に存在するということである。 距離を測定する車輪センサおよび方向または進行方向を測定するコンパスの例 において、このような誤差は、完全にコンパスベースの誤差と は別の、車輪スケール・ファクター(SF)、磁気の進行方向バリエーション誤差、 センサ・ノイズおよび車輪スピンを含む。 例えば、タイヤ圧が車輪直径を変化させる場合、システムにより測定された進 行距離は、タイヤ直径の誤差と比例した誤差がある。 したがって、誤差を推定して修正を加える方法が、推測航法システムについて は達成される距離精度のあらゆるレベルために必要である。 本発明は、推測航法ナビゲーション・システムの誤差を較正するために衛星ナ ビゲーション・システムを使用する。 この装置の利点は、衛星の受信可能範囲が最適のときに、推測航法ナビゲーシ ョン・システムの較正が実行されるということである。 衛星受信可能範囲が最適でないかまたは単に利用できない条件では、推測航法 システムは、前に較正されいて、うまく作動して、ゴルファーに高い精度の距離 情報を提供することを継続する。 さらに重要なことには、ゴルファーからの入力が、推測航法システム較正のた めに必要でない。 多数の推測航法の実行が可能であるが、ゴルフ・コース応用例に好適なアプロ ーチは距離を測定する単一の前輪センサおよび方向を測定する浮動されたセンサ ・コンパスの使用を含む。 この応用例のために、水平面における速度および方向情報だけは、必要である 。 しかし、好適なアプローチへの他の現実的代案が、存在して(i)距離を測定す る車輪回転を検出し、車輪回転の間の差を測定して角速度を決定する2個の前輪 センサを使用すること、または(ii)方向を検出する固定されたセンサ・コンパス 、傾斜場所のための地形データベース、および距離を測定する単一の前輪センサ を含む。 代替の(i)は、経済的でシミュレーションの合理的な性能を示す。 しかし、二重の前輪センサは問題を提起する可能性がある。−その理由は、次 のことにある。カートの前輪はカートの縦方向の軸に関して、ずれて曲がる可能 性がある。 もちろん、これはカートが曲がることを要求され、それによって、ナビゲーシ ョン性能に問題が生じる可能性がある。 代替(のii)はまた、達成可能である。但し、洗練された地形データベース(そ れはゴルフ・コース上のどんな特定の位置ででも、傾斜の程度を決定するために 使用される)のための要求はそのアプローチの望ましさを減少する。 考慮されたが、前記の好適なアプローチを選択する前に破棄されたいくらかの 他の推測航法システム実行アプローチは、次のようである。 角速度を測定する速度ジャイロおよび距離を測定する単一の前輪センサはゴル フ・コース環境における非常によいナビゲーション性能を提供するが、しかし、 合理的な性能および信頼性を有する速度ジャイロのコストは極端に重い。 古いゴルフ・カートはその操舵リンケージにかなりの「遊び」またはがたを生 ずる傾向があり、それは操舵角度検知を信頼できなくするので、デルタ方向を測 定する操舵角度センサおよび距離を測定する単一の前輪センサを使用しているア プローチは技術的に不適当なことがわかった。 この問題に加えることは、操舵角度検出誤差のために位置における発散が非線 形であっておよび進行する距離と共に速く成長するという事実である。 さらに、別の破棄されたアプローチは、方向を測定する固定されたセンサ・コ ンパスおよび距離を測定する単一の前輪センサを使用する。 この方式は3度を上回っている傾斜に関しては信頼できず、それはゴルフ・コ ースで極めて普通にある。 カートが傾斜で運転されるときに、固定されたセンサ・コンパスは地球の磁場 に関して傾けられる。 コンパス・センサの水平を維持することと、比較されるときに、傾きは進行方 向の測定の誤差に結果としてなる。 対照的に、浮動されたセンサ・コンパス(それは、好適なアプローチにおいて 、使用される)は、液体のバスでセンサを浮かせており、カー トが傾斜の上にある場合であっても、重力の影響で磁場センサの水平を維持する 。 さらに他のアプローチは、距離を測定し、角速度を測定するために車輪回転の 間の差を測定する車輪回転を検出する2個の後輪センサを使用する。 上述の実行可能なアプローチの一つと同様であるにもかかわらず、ゴルフ・カ ートが後輪駆動を使用するので、どちらかの後輪が加速するかまたはブレーキを かけることからトラクションを失う可能性があり、この構成はゴルフ応用例のた めに望ましくない。 両方の後輪の回転は車輪スピン状態を検出するために感知しなければならない が、この方式の信頼性は疑わしい。 デファレンシャルGPS(DGPS)較正を使用している一般化された推測航法ナビ ゲータのためのブロック図である図9を、ここで、参照する。 推測航法センサ515はゴルフ・カート状態ベクトルを出力する。そして、時間 および/または距離と共に成長する傾向がある誤差によって、それは劣化する。 利用できる(すなわち、照準線(LOS)視野にあってマスクされてない)各GPS 衛星に、GPS受信機516が、擬似距離および距離速度の観測値を出力する。 これらの観測値は、他誤差ソースによるものと同様、前述の政府により導入さ れた選択可能な誤差で劣化させられるが、517における疑似距離および距離速度 の固定された点で無線到達距離内に設置される遠隔GPS受信機(図示せず)によ り観測されるLOS視野の各GPS衛星に関するDGPS修正値を受信するデジタル・ラジ オ・システムの使用によって、適当な範囲に訂正できる。 これらの修正値は、従来のDGPS修正処理518によって、それぞれのカートからL OS視野の各GPS衛星まで、ゴルフ・カート疑似距離および距離速度のより正確な 観測値を得るために処理される。 推測航法(DR)キャリブレータ519は、DR較正修正値を計算するため にセンサ515からの状態ベクトルVSの形のDRナビゲーション・データをプロセッ サ518から得られるDGPS修正値と比較する。 後者の修正値は、訂正されたベクトルVCの形で、非常に正確なおよび強力な訂 正されたゴルフ・カート状態ベクトルVCSを出力するアルゴリズム・セクション5 21内の520でのDRナビゲーションの解へ加えられる。 GPSがゴルフ・カート状態ベクトルを出力するために単独で使用される場合、 少なくとも、ある程度のGPS衛星情報は、大部分のコースで、地形または木のた めにカート受信機による受信からブロックされる。 その四つ未満のGPS衛星しか測定に利用できないときはいつでも、GPS受信機は もはや高い精度の状態ベクトルを出力することができない。 さらに、見えるGPS衛星が全て空(よくあることだが木または地形マスクが起 こる時)の等しい通常の場所に存在する場合、照準線で見える衛星が少なくとも 四つの利用できる場合であっても、貧弱な三角測量ジオメトリー(精度の希釈化 と称する)のために、精度はかなり低下させられる可能性がある。 他方、ゴルフ・カートが推測航法ナビゲーション・システムだけを使用する場 合、カートの状態ベクトル誤差はプレーのラウンドを通して際限なくなるだろう 。 この種の場合、カート位置誤差は、システムの意味がある使用のためにプレー の最初のホールだけの後でも、あまりにひどい可能性がある。 本発明により提供されるアプローチは、事実上このような問題に免疫性である 。 DRシステムはゴルフ・カート・ナビゲータ(進行方向と同様に間隔(距離)測 定を測定するために使用される)であるのに対し、DGPS情報はリアル・タイムで DR誤差を較正するために使用されるだけで各カートは周期的に較正され、プレー の間に測量点に対して再較正される。 較正の後、蓄積されたDR誤差はかなり減らされ、地形または木の問題のため、 たとえその後のホールのプレーの間のいつでも、DGPSが完仝に利用できなかった としても、継続した高い精度ナビゲーションが可能で ある。 しかし、DGPS較正は、最後の較正から約500ヤードの長さのプレーの間隔内に 繰り返されることが望ましい。 一度でも、DRシステムが、較正されるかまたはDGPSによって、再較正されると 、較正されていない公称誤差に比較して車輪スケール・ファクタ(SF)およびコ ンパス不良位置合せの誤差は非常に小さい。 しかし、戸外の温度変化、カートのタイヤの加熱およびコンパスに対する傾き 効果(後述する)のために、それらは完全に除去されることができない。 したがって、較正の後、DR誤差は除去されないが、較正がない場合よりもかな りゆっくり成長する。 1回の較正は平均の五つのゴルフ・ホールを通り抜けられる距離に対する距離 測定をおよそ2ヤード以内の精度に維持するのに効果的である。そして、それは 約500ヤードの距離である。 これは一般に問題でない。−その理由は、次のことにある。ティー・ボックス からグリーンまであらゆるフェアウエー上のいくらかの点で、少なくとも最小限 度のLOSは利用できて較正が実行可能であり、自動的に実行されるからである。 これはもっぱらGPSに頼るシステムの状況と非常に異なり、その種類のシステ ムを使用しているゴルフ・カートが遭遇するあらゆる障害が直ちに「動作停止」 表示に結果としてなる。 実際、GPSを使用している認識された最善システムでさえ、各ホールでおよそ 1回のDGPS較正でよいACUTRAKシステムと対照的に、約900のDGPS測定値を五つの ホールにつき1回またはプレーの各秒に1測定値を得ることが要求される。 したがって、本発明のシステムのサービスから同じ様に抜けてしまうことを起 こすには、コースが、各ホールなどのどこかでDGPS較正または再較正をすること を妨げる木または丘が多い地形により、事実上完全に ブロックされていなければならない。 もちろん、妨害がそのように広がっていることは、完全に無いほど、ありそう もない。 本発明の一般的原理に従うDRナビゲーション・システムについては距離測定の 高い精度(例えば2ヤード)を維持しながら進むことができる距離は、単にセン サの精度および洗練(およびそれゆえに、コスト)の関数であることは、更に強 調されなければならない。 距離測定精度がその水準内にとどまると共に、DRセンサが適切に優秀な水準に ある場合、ゴルフの全ラウンド(すなわち18のホール)は最初の1回のDGPS較 正だけでプレイできる。 しかし、明らかに、妥協は、製品の正確さおよび精度とそれを購入しておよび 使用するコストとの間になければならない。 本発明の好適な実施例は、コストによりコース所有者またはプレーヤが使用で きないことがないDRセンサを有するゴルフ応用例の高い精度の測定値を出力でき るシステム及び方法を示す。 更に、本発明は従来の方法でGPSを使用しない。 GPSの未加工の疑似距離および距離速度測定値だけは、DRシステムを較正する ために使用される。 ゴルフ・コース環境を含む多数の応用のための他により使用されるGPSナビゲ ーション・システムは、本発明のシステムにおいて、使用されない。 それゆえに、4個よりも少ないGPS衛星しかゴルフ・カートへのLOS視野にない 場合であっても、DR誤差の較正を、実行できる。 事実、1個のGPS衛星だけから得られる測定値は、推測航法誤差を較正するの に充分な情報を提供できる。 それゆえに、他のシステムで信頼できるように要求される最低限のGPS情報の 水準は非常に正確なDRナビゲーション性能を成し遂げることの要因でない。 Blackwellに従う「方法1」アプローチ(ここでは以前に引用されたリファレ ンスを参照のこと)として既知のDGPS技術が、GPS疑似距離および距離速度測定 値の疑似距離および距離速度修正値を提供する本発明の好適な実施例に使用され る。 対照的に、Huston 093特許およびBianco 518特許で開示されているような従来 技術のゴルフ距離測定応用でのDGPS使用が、劣悪な「方法2」アプローチに限ら れ、その他の欠陥に加えてそれらの開示から理解される範囲に限られる。 「方法1」アプローチにおいて、ベース・ステーションは、GPS衛星までの推 定されたベース・ステーション擬似距離(ベース・ステーションGPSアンテナの 位置が既知であることに基づく)およびGPS衛星までの測定されたGPS受信機擬似 距離の間の誤差を測定する。 距離速度の誤差も、また、測定される。 ベース・ステーション・アンテナの視野にある各衛星について、これらの未加 工の測定誤差が計算される。 誤差は続いて移動装置に放送され、移動装置のGPS受信機が各衛星擬似距離誤 差を各衛星擬似距離測定値から減ずることができる。 ベース・ステーションが各視野内の衛星からの測定値を放送するので、移動装 置に必要なのは、その特定の時間にトラッキングしているGPS衛星のサブセット への修正値を適用することだけである。 移動装置のGPS受信機は、ユーザのナビゲーションのために提供される位置、 速度、時間(PVT)解を計算するために視野内の衛星に関して訂正された擬似距離 測定値を使用する。 (「方法1」アプローチを使用しているこのPVT解に対して)PVT自体は、大部分 のユーザが使用するGPS受信機の標準出力を表示する。 対照的に、「方法2」アプローチにおいて、ベース・ステーションは、既知の ベース・ステーションのGPSアンテナ位置(緯度、経度および高度)およびGPS受 信機の計算された位置(緯度、経度および高度)の間の位置誤差を測定し、北お よび東の位置の修正値を計算する。 その修正値は、システム上の全ての移動装置に放送される。 しかし、移動装置がベース・ステーションが見ている全ての数のGPS衛星の配 置のいかなるサブセットにも注目していることができるので、ベース・ステーシ ョンは衛星のあらゆる可能な組合せに対して北および東の位置修正値を放送しな ければならない。 このことは、修正値は移動装置が追跡している特定の衛星に対して特有である という理由に続く。 移動装置は、それから追跡している一組の衛星に対応する北および東の位置修 正値を選択して、これらの修正値をGPS受信機の緯度、経度および高度の出力に 加える。 方法2のDGPSアプローチの使用の結果として被る最も重大な問題は、DGPS修正 値情報を提供する通信帯域幅であって、方法1によるよりもかなり高い通信帯域 幅を要求する。 方法1は、また、性能を向上させるのに使用されるフィルタリング・アルゴリ ズムを選択する際のより高い柔軟性を許す「よりきれいな」解を提供する。 業界標準RTCM-104は、より効率的な方法1アプローチを助長しておよび利用す るために作成された。 本発明の好適な実施例において、浮動センサ・コンパスおよび1個の前輪セン サがカートのDRナビゲーション・システムに使用され、Blackwellにより定義さ れた方法1のDGPS技術が、システムの較正に使用される。 このシステムが、ゴルフ・コースで予想されることができる広範囲にわたる作 動状態の下に、極めて正確なカート位置決定を提供することがわかる。 続いて、カートがボールの近くに配置されるとき、これはゴルフ・ボールから カップまで、またはホールの多様なハザードまで(または測量に含まれるか、ま たは、位置が本発明のシステムから決定されるコース全体のあらゆるものまで) の距離の極めて正確な距離計算を保証し、お よびコース管理をコースの効率のよい操作で援助するコース上の各システム-装 備をされたカートの位置に関する極めて正確な情報。 二つの機械的な問題は、ゴルフ・カート上のACUTRAKシステムのセンサの実装 において、言及される。 第一に、カートが通過する距離を測定するのに使用される車輪センサの選択お よび搭載について考える。 第2に、方向(リファレンス方向に相対的な(典型的に本当の北)方角)を測 定する使用される電子装置コンパスの選択および搭載について考える。 車輪センサの選択に対する最初の考察は、センサを取り付けるためのゴルフ・ カート上の適当な車輪を決定することを含む。 カートの後輪は、急速な加速および湿った草において、の制動のためにゴルフ ・コースで頻繁にすべる。 それゆえに、後輪にセンサを取り付けると、結果としてそれらの条件のもとで カートが進んだ距離の不適当なおよび不正確な測定になる。 これは、特に前輪にブレーキがなくて、カートのモータ一により駆動されない ので、前輪が車輪センサを取り付けるのに明白な選択であるように見える。 しかし、前輪は曲がることができ、従って、車輪の速度は、車輪が向いている 方向で、かつゴルフ・カート・フレームがある所定の瞬間に向いている方向以外 の方向に沿って計算される。 この問題は、ACUTRAKシステムのためのナビゲーション・ソフトにおいて、数 学的に解決される。 第2の重要な点は、車輪回転を検出するための適当なセンサを決める必要があ ることである。 ホール効果センサは、磁場の存在を検出しておよび戸外の過度の温度、湿気お よび土壌汚染に耐えるのに十分に頑丈である。 しかし、ホール効果センサは、量子化(すなわち車輪の回転の微小な動きをよ り高い解像度で感知する能力)をできるだけ小さくする能力において、制限され る。 対照的に、光学のセンサは、車輪の回転の1度の分数のオーダーの解像度で、 極めて微小な動きを感知できるが、一般に戸外の環境において、あまり頑丈でな く、磁気のセンサより高価である。 本発明のシステムの好適な実施例では、1個の車輪センサを使用し,その選択 には上記のファクター及び推測航法システムで方向を測定するコンパス・センサ の選択に関するファクターを考慮に入れ、推測航法システムでは、ACUTRAKシス テムのような、浮動コンパスが1個の前輪に装着される車輪センサと共に使用さ れ、また、特別な加速補正アルゴリズム(以下に参照した「コンパス傾斜推定」 アルゴリズム)を有する浮動コンパスが、システムで使用され、車輪回転につき 少なくとも64のカウントである車輪回転解像度、すなわち、少なくとも5.625の 度ごとに回転を検出する能力を有することが望ましい。 浮動されたコンパスは、液体のバスに浮かべられ、重力場に対して水平を保つ ために地球の重力を使用するセンサを有する。それによって、コンパス・センサ は地球の磁場に関して結果として一定になっている。 したがって、ゴルフ・カートが丘で傾くときでも、浮動コンパスは磁気の方向 の正確な測定を可能にする。 しかし、浮動コンパスはゴルフ・カートの加速(例えば、発進、ブレーキまた は曲がっている)に反応し、センサが加速中人工的に傾けられるようになり、こ のような状態が持続する限り、精度のかなりの低下が損失はシステムにより実行 される測定値に起こる。 加速事象の間のコンパス誤差補正は、本発明システムにおいて、以下によって 、成し遂げられる (I)1回転につき少なくとも64カウントの高解像度車輪センシング、お よび (ii)ナビゲーション・コンピュータにおいて、動作し,およびこ のような事象が観測されると反応し,特にコンパス方向に誘発された傾きの効果 を予測する本発明に従って開発された加速補正アルゴリズム。 2個の前輪センサ構成が使用される場合には、より高い解像度が要求される。 2個の前輪応用例のために開発された数学的アルゴリズムが正確な推測航法性 能のための車輪量子化に、極めて敏感であるので、最小限1回転につき720のカ ウントの解像度(回転の0.5度を少なくとも検出する能力に等しい)は必要で ある。 これらの要因の全てが考慮されて、好適な実施例はBourns,Inc.of Riversid e,Californiaにより製作される標準の光学のエンコーダ(型式番号ENSID-TBA-M OOlZ8)の形で、車輪センサを使用する。 車輪センサが敵対する戸外の環境において、生き残ることを可能にするために 実行される特別な変更が、水または土による浸透または汚れに対してエンコーダ 自体を封止するエポキシの化合物でセンサのケースを封入し、等しい目的のため 、すなわち、水および土に対してエンコーダ・シャフトを封止するためにエンコ ーダ・シャフトのベアリングに装置とともに供給される標準のベアリングでなく 密封されたベアリングを使用することを含む。 選択された車輪センサ(Bourns光学エンコーダ)は、1回転につき1024のカウン トの有効解像度を有し、2億回転しても故障がない。 これは、浮動コンパスおよび、単一の前輪センサ構成のものかまたは2個の前 輪センサ構成の推測航法システムを可能にする極めて充分な解像度である。 図10Aおよび10Bを参照すると、それらはエンコーダを収納し、それをゴルフ・ カートに付けるために使用される機械的な組立部品523を図示している正面図お よび側面図であり、エンコーダ524はフレームまたはマウント525に対して安全で あって、ゴムのトレッドを有する摩擦車輪(エンコーダ車輪)526と協働し、フ レームを介して取付けられている。 U-ボルト(図示せず)は、エンコーダ機械組立部品を支持するための他のマウ ント528を経て前輪車軸(これらの図に図示せず)のまわりを締めつける。 エンコーダ摩擦車輪526は、ゴルフ・カート前輪ハブ(これらの図に図示せず )と摩擦接触している。 それゆえに、ゴルフ・カートの前輪が回転すると、エンコーダ車輪は車輪ハブ との摩擦の結果として回転する。 エンコーダ組立部品は529において、ゴルフ・カート車輪ハブに対してばねで 押さえつけられ、ハブが正しい状態でない場合であっても、完全な接触を確実に する。 エンコーダ車輪は、ゴルフ・カート車輪ハブの直径半分であり、ゴルフ・カー ト車輪ハブの各回転に対しエンコーダ車輪は2回転に等しいをなされする。 システムの好適な実施例の浮動コンパス・センサは、KVH Industries of Midd letown,Rhode Islandにより製作されるModel No.C-80である。 このセンサは、1度の精度で磁気の方向の測定値を提供する。 コンパス・センサは左(ドライバ)前側のシステム・ルーフ組立部品内部で装 着され、コンパスは事実上ゴルフ・カートの左の前輪の上部の真上である。 この取付位置は、特に加速補正が使用されるときに、車輪センサおよびコンパ ス間のレバー・アーム効果を最小にするために重要である。 コンパスの位置を選択することにおける他の重要な要因は、それが鉄の金属の 近くにおいて、あってはならないということである。−その理由は、次のことに ある。このような金属は、磁場したがって、真北方向をゆがめる効果を有し、そ れによって、コンパスの読みの精度の重要な低下が生じることがある。 図11Aおよび11Bが、本発明のACUTRAKシステムのためのコンパス組立部品の平 面図および側面図であり、ゴルフ・カートのためのシステム・ルーフ組立部品に 装着されるブラケット上のコンパスの取付を図示する。 コンパス・ブラケット530はアルミニウム(鉄の金属の使用を避けること)で 形成され、屈曲したプレートの形でそれがACUTRAKシステム屋根アセンブリのブ ラケットの最適の据え付けを保証するよう曲げられ、その一方で、ブラケット53 0を備えるルーフアセンブリが完全にゴルフ・カートに取付けられるとコンパス ・センサ531を通常の水平位置に維持する。 コンパスは、コンパス回路カード上に突き出ている磁気のセンサに適合した小 さい環状の穴において、ブラケットに取付けられる。 車両が勾配の上にあるときに、浮動または振り子装着されたコンパスは水平方 向にコンパス・センサを維持するために使用される。 しかし、残念なことに、振り子は車両加速力を重力と区別することができない 。 それゆえに、車両ターン、加速および制動によって、水平面からの傾きがコン パスに生じてシステムに進行方向誤差を導入する。 本発明の特徴によれば、コンパス傾き推定値または傾きを誘発する浮動された コンパス・センサ上の加速の効果の予測(および出力されるコンパス進行方向に 対するその効果)はコンパスおよび車輪センサから得られるデータから計算され 、この推定値はそれから傾き誤差を補正するために使用される。 浮動コンパス/前輪センサACUTRAKシステムは、図12のブロック図の形式に示さ れる。 このシステムのDRセンサは、浮動磁気コンパス533および前輪エンコーダ534で ある。 両方のセンサ(533のためのmおよび534のための車輪速度を表すパルス流れ) の出力は、最初の処理に続いているDRナビゲーション・アルゴリズム・セクショ ン535に配信される。 出力mは536でローパスフィルタリングを受け、コンパス傾斜推定値または予測 修正値要因を538で導出するために、537でフィルタリング された出力(それは、加えられる)からおよび残された測定値(Z-1それは、減ぜ られる)、地球の磁気の傾斜を表している要因iおよび入力の逆である要因から引 き出される進行方向の変化率を含んでいるmが類似した傾向において、車輪速度V wおよび車輪加速に関する車輪センサ・エンコーダ534の処理された出力から、引 き出した要因と共に、出力されるコンパス・センサに由来するフィルタリングさ れた情報は加えられる。 このコンパス傾斜推定修正ファクタは、それから539でコンパス・センサ533か ら出る処理された出力に、傾き誤差を補正するために加えられる。 その結果のデータは、541でのコンパス修正テーブルに加えられて、また、540 において、地球の磁気の傾きを表しているファクタdに加えられる。 コンパス修正値テーブル(ルックアップテーブル)も、入力にDGPS/DRキャリ ブレータ519(システムが推測航法ナビゲーション・システムの精度を元に戻す ためにデファレンシャルGPS較正を利用するので、図9は用語DGPSおよびDRによ って、ここを参照した)からコンパス修正値を受信する。 テーブル541の修正値tは542で540の出力に加えられ、結果はパスを処理してい る車輪センサ・エンコーダ出力に由来する情報とともに、テーブル計算機544に 加えられる。 後者のパスにおいて、距離を有する増加が時間を通じて動いた誤差の補正を反 映して、エンコーダ534の出力は、DGPS/DRキャリブレータ519から545で車輪スケ ール・ファクター誤差修正値Sfwのアプリケーションを受ける。 車輪速度に関連した出力の一組および加速が得られておよび538でコンパス傾 斜推定を開発するために適用されたために、出力がそれと同様の処理を経る結果 になることは、コンパス・センサ・パスにおいて、上記のように提供した‖車輪 速度ファクタがまた、適用されられる、操舵546で補正値を提供する。 また、ファクターmおよびカートの、補正ファクタVxおよびVyがどの速度(速 さ)であるか車輪ベースを表しているファクタが出願のためにテーブル計算機54 4に引き出したターン率(方向の変化率)が、後者に加える。 544の北のおよび東の車輪速度出力は、547、DGPSからの位置誤差修正ファクタ を有する548/DR較正装置で統合されておよび、それぞれ、訂正された北のおよび 東の位置情報PnおよびPeを発生するために、カートの最初の北のおよび東の位置 Pn(O)およびPe(O)に参照される。 前述のアルゴリズムによって、浮動コンパス/前輪センサDRシステムの好適な 実施例を備えているゴルフ・カートの加速から起こっている浮動コンパスからの 傾き誤差は、カート-ベースのシステムの各較正で補償される。 図12に示されるシンボルに付属した意味はおよび、関連した計算または計算は 下記に合成される。 車両(すなわちゴルフ・カート)ボディ・フレーム550の加速は、次のように (図13に関して)計算されることができる: どこで =車両車輪ベース =車輪速度 =車輪加速(車輪速度の変化率) =ターン率(方向の変化率) 加速評価の精度は、解像度および車輪速度センサの騒音および方向センサによ り制限される。 ターン率評価は特にセンサ傾きによって、生じるコンパス出力の組織的な誤差 によって、影響を受けるおよび、他の補償されていない硬い/柔らかい鉄(すな わち鉄の金属)は遂行する。 方向センサの加速誘発された傾きが、ピッチである‖()およびロール‖() 角度 どこで =ローカルな重力 図13が、前輪551(左の)を示しているカート550および552(正しい)が曲が っていり曲げたゴルフおよび多様な角度の単純化された平面図および計算におい て、使用される寸法であるどこで =車輪速度の変化率 =放射状の加速 =ターン半径 =ターン率 =車輪ベース 放射状のaccel= = (接するaccel) = 車両のボディ・フレームへの変換accel ピッチおよびロールによって、傾けられるコンパス・センサから出る明らかな 磁気の方向出力が、曲げる( )あることを示すことができる: どこで =地球磁場傾斜 =本当の磁気の方向 =小さい誘発された方向誤差のための正確に計った磁気の方向 挿入する(EQN。13)および(EQN。14)に(EQN。12)および解くこと 所望の磁気の方向修正を生ずる: 補正(図13)を一定の方向に向けることは、次のように成し遂げられる。 前輪が速度決定のために使用されている場合、前輪551、552の方向が曲がって いり車体フレーム550に合わせられない点に注意されなければならない。 回された前輪は、車両xおよびy軸の速さを誘発する。 操舵角度は、車輪速度、ターン率および車輪ベースから図13に示すように決定 される。 車体フレームの速さは、コンパス修正(図13)のために、車両の本当の方向は 、磁気の方向からコンパスから計算されなければならない。 磁気の方向は、地球磁場傾き(d)のためにおよび車両および残された難しい/ 柔らかい鉄の(鉄の材料)誤差に誤差を取り付けるために訂正されなければならな い。 これらの据え付けおよび鉄の材料誤差が、DGPS/DR較正装置519(図9)によって 、推定された本当の方向を比較することによって、本質的に推定される‖()地 上にトラック角度がGPS測定値データから計算したこと。 コンパス修正テーブルへの修正は、この残された方向に基づいて計算される。 コンパス修正テーブルは、磁気の方向によって、インデックスを付けられる参 照表である。 現在の磁気の方向でのテーブルの誤差は、訂正された本当の方向を形成するた めに磁気の方向に加えられる。 DRシステム実行への代わりのアプローチの一つは、浮かせられたセンサ・コン パスおよび一つにおいて、前輪センサの好適なアプローチに対するjust-describ edした本発明の好適な実施例が、また、傾斜位置のための地形データベースを必 要とする一定のセンサ・コンパス/一つの前輪センサである。 以前に、ここで観測されながら、これはこのような代わりのより望ましくない アプローチを作る、しかし、現実的代案カテゴリのアプローチを置くこのような データベースを発生するための実際的な技術は実行された。 図14は、ブロック図(多くの点で、代わりのアプローチの実行を示して、図12 と同様の)である。 二つの図の間の最も重要な差が555での地形傾き修正推定値であるコンパス傾 き評価修正の置き換えであることに気がつく‖および、図14の、一定のコンパス 556の使用する。 命題使用するそれがこの地形推定値のある、センサが水平面の後ろに傾けられ るときに、固定されたコンパス・センサの磁気の進行方向出力の精度は減らされ る。その結果、それはもはや水平である。 車両が、下って、上へ進むことのような傾斜した地形の上にまたはコース上の 丘(どんな傾斜している地形でも)の側面に沿ってあるときに、これは起こる。 限られた面積(例えばゴルフ・コース)以上の運営のために、領域の地形地図 は、傾き誤差のための一定のコンパス出力を訂正するために、ナビゲーション・ システム・コンピュータに記憶されることができる。 傾斜の地形等級および方向は、カートの位置の関数として、決定されることが できる。 例えば、特定の領域は、ユニークな傾斜/格子の各素子のためのコンピュータ に記憶される方向を有する格子に分割されることができる。 コンパス出力の修正のために使用される格子素子傾斜は、それからDRナビゲー ション・システムにより推定されるカート位置により決定される。 図14の一定のコンパス/前輪センサ・アプローチの訂正された北のおよび東の 位置情報PnおよびPeの決定は、強調される第1の変化を与えられて、図12に記載 されているそれに類似している。 地形の傾斜が、方向と共に記憶されるコンピュータ・メモリにおいて、好まし くはある‖()および等級角度‖()。 ピッチおよびロール( )一定のコンパスにおいて、車両上のセンサは、次のように計算されるこ とができる: 抽出物 から 与えられる 上で、方向修正は、計算される(EQN。15)。 EQNの。20表現が、傾斜させられた基準フレームからボディ基準フレームまでD irection Cosine Matrix(DCM)に関係づける。 DCMは、一つは基準フレームから変換までナビゲーション・システムの他のも のに使用される。 EQNの。21表現が、ノース、東部、Down(NED)基準フレームから基準フレーム を傾斜させるためにDCMに関係づける。 DRシステムのためのアプローチも以前にここで言及した他の代わりの実行にお いて、二重の前輪センサは車輪回転を検出するために使用されるおよび、車輪回 転の間の差はまた、検出される。 それぞれ、これらは距離および角の率の測定値を提供する。 図15は、この代わりのアプローチのためのシステム実行のブロック図である。 図12および14へのいくらかの類似は明白である、しかし、この実施例は前二つ の図のそれらからの出発である。そして、その両方は車輪センサと同様にコンパ ス・センサを使用する。 推測航法ナビゲーションのための訂正された北のおよび東の位置情報Pnおよび Peは2台の車輪エンコーダ・センサ560(左の)を使用して決定されるおよび、561 (正しい)はゴルフ・カート(図16(カートの単純化された平面図)の実例を示す 、それは多くの点で図13と同様である)の前輪に上った。 本質において、二つの前輪の平均的速度はカート565の速度であるおよび、カ ートのターン率は二つの車輪の速度の間の差に関する。 現れるより、二つの前輪速度を引き出すためのおよび速度を引き出すための計 算および角の率評価(図15のうちの567で)がしかし複雑である‖むしろ単純な 文に先行する際に、できたステートメントから。 図16において、項およびシンボルは、以下の意味を有する: =車両の速度 =ターン率 =車両中心線へのターンの半径 =車輪ベース =前方車軸幅 =外側のターン車輪の速度 =内部のターン車輪Wheel速度の速度は、以下の通りである 上記の二つの式同時に解く および 正確なナビゲーション解決が、非常に正確なおよび高解像度車輪センサ測定値 に依存している。−その理由は、次のことにある。決定の および 測定値の小さい誤差に非常に敏感である。 単純な論理が、ターンの方向を決定するために図15のシステムに従事する‖お よびカートがまたは立ち退いているかどうかに関係なく。 これによって、左または右の車輪データが正しく解釈されることを可能にする ‖内部であるか外側のターン車輪に。 図9のDR(DGPS/DR)較正装置519の実行は、より詳細に図17のブロック図にお いて、例示される。 DR較正装置は、DRナビゲーション解決をDGPSデータと比較しておよび、正確に 調整されたDRナビゲーション・システムを提供するために、DR解決の誤差を訂正 する。 修正および較正技術の本質は、修正増加計算の公式化および調整されるDRセン サ誤差の数である。 修正増加計算を提供するために頻繁に使われるアプローチは、アドホックな設 計、相補的なフィルタ設計およびカルマン・フィルタ設計を含む。 カルマン・フィルタ(KF)の使用は、好適なアプローチである。 アドホックな設計は、simplisticでおよびセンサの誤差特徴にかかわ っている推測(教育されるが)およびナビゲーション解決の誤差に対するそれら の効果に基づく傾向がある。 設計時間が一般に比較的短いにもかかわらず、アドホックな技術は通常高性能 な較正を提供するにはあまりにsimplisticである。 対照的に、相補的なフィルタはセンサの誤差特徴および一定の増加の選択の分 析が修正を重くすることを必要とする。その結果、最も少なく予想された誤差を 有するセンサ入力は訂正されたナビゲーション解決への最も高い影響を有する。 誤差力学(すなわちセンサ誤差がナビゲーション解決誤差に繁殖する方法)が 時間とともに変わらないときに、相補的なフィルタは典型的に使用される。 カルマン・フィルタは、最適に時間とともに各センサ、センサ誤差およびDRナ ビゲーション誤差の誤差特徴に基づく誤差力学(例えばDRナビゲーション・シス テム)を変化させているシステムを訂正する(すなわち、調整する)ために数学 的公式化を提供する。 騒音によって、堕落させられる多数の入力から、KFは最適の結果を推定する。 濾過されているKalmanの、それが状態の誤差を推定するために普通であること 状態。 例えば、カルマン・フィルタは車輪スケールファクタ自体を推定することに対 して車輪スケールファクタの誤差を推定するために使用される。 本発明と共に使用されるKF実行は、その代わりに誤差状態伝播を実行する。 誤差状態伝播のための一般的なKF公式化は、次のようである: [注: カルマン・フィルタ表記法の、それが使用するコモンであることおよび、それ ぞれ、最新の測定値の編入の前後で、状態を示す+しるし上付き文字、測定値が とられたあと、すなわち、XKが状態であって測定値がとられる、およびXKが状態 である前に。] どこで =システム誤差は、DRにおいて、述べておよびいくつかの誤差を代表する 北の(N)および東の(E)位置誤差、車輪SF誤差、コンパス・アライメント・ 誤差、その他のようなシステム=誤差が、共分散を述べる =誤差が、指示を出す移行マトリックスを述べる‖誤差状態が他の誤差に 影響を及ぼすことを確信している =騒音 =誤差状態値の疑いまたはセンサ騒音または模型を作っている疑いに起因 している伝播特徴を表す DRナビゲーション・システム較正において、DGPS測定値が作られるときに、増 加は計算されるおよび、誤差状態および誤差状態共分散はアップデートされる。 誤差状態の変化は、解決を訂正しておよびセンサ誤差を調整するために適当な DRナビゲーション・アルゴリズム状態変数に加えられる。 どこで =残された測定値(例えばDRの間の差) 東の位置およびDGPS東の位置=指示を出す測定値マトリックス‖各誤差状態が 、測定値残された=の誤差に影響を及ぼす‖残された測定値に予想された騒音貢 献。 DGPSのために、GPS位置の精度に影響を及ぼすことができる騒音および衛星幾 何が固定するモデル化された受信機に基づいて、これは上へまたは下って調節さ れることができる。 アップデート方法で、PVT(位置、速さ、時間)対生の測定値のに対する長所 は、後述する。 PVTは大部分のユーザがLatitude、Longitude、Altitude、ノースVelocity、東 Velocityを使用するGPS受信機の標準出力を表すおよび、Timeは特にPVT出力であ る。 GPS受信機から各衛星への生のLOS測定値であっておよび偽りの距離 に関して衛星への受信機および距離率(率の変化率またはGPS受信機および衛星 間のLOS速さ)から定義される生の測定値とは対照的に、これがある。 PVT: より少しの誤差状態を公式化するためにより簡単な より少ない計算(より少ない強力な→がすっかり、助けることのないより多く がフィルタが滝のように落されるときに、原因問題にフィルターをかけている状 態エンジン間の相互関係を失うために世話をすると思わなければならないメモリ 必要条件) 生の測定値: 最も強力な、1、2、3または→がより多くのフィルタ状態を援助せずに、す っかりより多くのメモリとみなすことをほとんど要求しなかった、より多くの処 理パワーGPSエンジンが支えることができないより多くのSVs(衛星車両)を使用 できる生の測定値 生の測定値が、そこ以外の明らかによりよくある‖PVTがある時がそれが非常 により簡単である単にという理由がソフトウェアにおいて、実行するのを好んだ 時間にあることができておよび要求しない強力にコンピュータGPSエンジンがす でにPVTデータを提供している。 したがって、両方のアプローチの例は、コンパス/前輪センサを有するDRナビ ゲーション・システムのためのおよび二重の前輪センサを有するDRナビゲーショ ン・システムのための提供された下記である。 コンパスおよび前輪センサを備えるDRシステムのためのKF公式化: PVTを単純化した: モデル化された誤差は、=北の位置誤差=東の位置誤差=車輪SF誤差を述べる =方向誤差(コンパス整列) 誤差伝播は、モデル化する: 騒音が、模型を作る ある程度まで正確に計った車両ナビゲーション状態に依存している。 例えば、コンパス加速補正は、フロートまたは振り子力学を高いgターンまた は極端な傾きの下に補正するフロートの距離の外側にモデル化することに関する 誤差同僚を有することができる。 一定のコンパスのために、例えば、方向修正騒音モデルは、疑いによって、地 形地図精度について影響を受けることができる。 モデルが値に影響を及ぼす騒音 各伝播ステージのための。 上記の誤差モデルは、説明の明快さのための単一の方向誤差状態を有する。 典型的な磁気コンパスのために、より詳細な誤差モデルは、必要である。 図12および14と関連して論議されるDRナビゲーション・アルゴリズムは、異な る方向で異なる方向修正を支える修正参照表が評価する方向を有する。 これらが、車両方向が変わりながら、一つの誤差のための誤差騒音および共分 散が述べる方向を調節することによって、フィルタに含まれることができる‖誤 差が述べる多数の方向を含むことによって、または‖各々のための一つはのいく つかの方向距離。 測定値アップデート: サポートDGPS位置が固定する(他の公式化は、位置および速さを使用してもよ い)このKF公式化 東位置: 北位置: 各アップデートされた測定値のために、KはP、H、Rに基づいて計算される。 共分散Pはアップデートされるおよび、誤差状態Xはアップデートされる。 車両(カート)弾道(今期間は、カート方向、速度、加速、傾き、その他を含 む。)に従い、アップデートされた誤差状態は、典型的に大部分の状態およびセ ンサ誤差のための素子をアップデートした。 誤差状態は、それからDRナビゲーション・アルゴリズム変数へ移されることが できる: リアルタイムの必要条件に従い、実行問題、一部または何にもフィルターをか けない どんな所与のアップデート・サイクル上でものアルゴリズム状態変数へ移され る。 生の測定値フィルタを単純化した: モデル化された誤差は、位置誤差=車輪SF誤差=方向修正誤差=GPS受信機の下の 北の位置誤差=DR東の位置誤差=DRが計時する=DRが=GPS受信機クロック速さ=GPS 受信機クロックaccelにバイアスをかけると述べる 誤差伝播は、モデル化する: クロック誤差が述べるGPS受信機の添加については、この公式化は、PVT公式化 と同様である および垂直(下の)位置誤差。 GPS受信機クロック誤差をモデル化するために使用される状態の数はGPS受信機 クロックの特徴に依る−典型的に、バイアスおよび速さ状態は、必要である。 生のLOS測定値は、適所にいる3次元を測る。 したがって、垂直位置誤差は、フィルタに含められなければならない。 測定値アップデート: このKF公式化は、距離(PR)がアップデートする見せかける人だけを支える、 他の公式化は、PRおよび距離率(RR)アップデートを支えてもよい。 PR測定値は、各手に入る衛星のための受信機によって、とられる。 DGPS修正が衛星のために手に入る場合、それは加えられる。 訂正されたPR測定値は、SVに予想されたPRと比較される: 受信機クロック誤差を加えたSVまでの距離。 測定値マトリックスHは、DRナビゲーション解答からSVおよびクロック誤差ま で照準線方向余弦を含む。 各SVのためのLOSは、ユニークである、クロック誤差は、全ての測定値に共通 している。 上で論議されるPVT解決と同様に、Kは各P、H、各測定値のためのRに基づいて 計算される。 共分散、Pおよび状態Xは、アップデートされる。 PVT設計と同様に、アップデートされた誤差状態は、DRナビゲーション・アル ゴリズム変数へ移される。 クロック誤差は、フィルタにおいて、典型的に保持される。 二重の前輪センサを備えるDRシステムのためのKF公式化: PVT KF モデル化された誤差は、車軸幅誤差=車輪ベース誤差=が前輪SF誤差=正しい前 輪SF誤差に残した=DR北の位置誤差=DR東の位置誤差=DR方向誤差=前方を述べる DRナビゲーション式が以前にここで記載した二重の前輪センサから、状態推移 行列の部分的な派生物は、簡単に計算されることができる。 二重の前輪センサ・ナビゲーション精度は、正確な車輪ベース、車軸幅および 車輪スケールファクタに非常に依存している。 車輪ベースおよび車軸幅は、それを額面価格のどんな誤差でも推定するために できるようためにフィルタに含まれる。 これらの定数上の騒音入力は、フィルタを連続的にわずかにパラメータの評価 を修正するためにできるようためにモデル化される。 このフィルタのための測定値アップデートは、PVT前輪センサ/コンパス・フィ ルタ・ケースのそれに、事実上同一である、これのより多くの誤差状態だけは、 濾過される。 アップデートされた誤差状態は、DRナビゲーション・アルゴリズム変数へ移さ れる: 生の測定値フィルタ: このフィルタのための生の測定値公式化は、直接前輪センサ/コンパス・フィ ルタのために必要な変化に続く。 すなわち、垂直位置誤差状態は加えられるおよび、GPS受信機クロック誤差状 態は加えられる。 それらが前輪センサ/コンパス設計のためにありながら、DGPS LOS測定値アッ プデートは処理される。 図18は、プロリンク通信システムのブロック図である、そこにおいて、供給情 報が供給源エンコーダ102によって、処理した情報供給源101(ベースステーショ ンまたはカート)、暗号に変える人103(チャネル・エンコーダ104) および チャネル107の上の送信のための、データ変調器105。 受ける側であり、入って来るデータは、復調され(109)て、同期させ(110) て噛まれて、チャネル・デコーダ111、decryptor 112、供給源デコーダ113によ り処理されておよび114で表示される。 RFトランシーバは、周波数シフトキーイング(FSK)(データ伝送のための帯域 幅の効率的利用が正確な時間分割多重通信方式(TDM)計画を有する可変長さパケ ット通信ネットワークを用いて、ここで成し遂げられる単純なおよび安いデジタ ル変調技術)を使用する。 この計画において、全ての情報は単一の周波数上のタイム・スライスにおいて 、送受信されるおよび、一つはだけが時間のどんな所与の瞬間ででも送信してい るために、ベースステーションと同じ、各カートは割り当てられる正確な時間で その情報を送信する。 したがって、カートのベースステーションポーリングが、必要でない‖情報( 帯域幅の節減に結果としてなること)を送る前提条件に。 可変リンク・ネットワークは、効率的な送信および2048bps(正確な システム・タイミングを要求すること)でだけの明らかな高速を有するおよびCM SおよびCBUsのタイミング精度を有する情報を受け取ることを半分ミリセカンド (ミリ秒)に提供する。 図の底に描写される実際のGPS時間線については、図19はシステム・タイミン グ機械化を例示する。 最初点は、任意に漠然と01:02:1.0秒(秘書)、01:02:2.0秒への移動、それ から01で始まっている時間線に選ばれる:02:03.0第2のおよび持続的な閉路。 GPSシステムが、極めて正確なタイミングを有する、パルスを使用しているGPS 受信機を有する-毎秒‖(PPS)出力特定の測定値が有効なことを時間のユーザに 知らせる典型的な方法。 プロリンクシステムが、GPS受信機からPPS信号を受け取る‖CPUへの割り込 みに。 割り込みは、GPS受信機シリアル・インタフェースを通じてその後受信される ことは有効なことを時間および位置がメッセージを送る時間(約1マイクロ秒ま で正確な)の瞬間のプロリンクソフトウェアに知らせる。 このメッセージは、CPUによって、0.5秒までPPS信号の後、受信される。 PPSイベントが、2048Hzでプロセッサを中断するリアルタイム割込みカウンタ をリセットするために使用される。位置/時間をUpon受け取ることが、GPS受信機 から送る、最後のPPSが起こったGPS時間は、知られる。 PPSが起こった時から、2048Hz割り込みの数が受け取ってGPS時間までシステム に同期させるために数えることができる。 これは、正確に1/2048に第二にまたは0.5ミリ秒よりわずかによく維持される 時をできるよっておよび2048Hz実時間クロックのカチカチいう音0が第2のGPS 整数に合わせられることを確実にする。 プロリンクシステムは、また、GPS PPS信号を使用している実時間ク ロックの誤差を調整できる。 PPS信号が受信されるたびに、2048の実時間クロック割り込みのカウントは思 われる、しかし、2048未満の割り込みが連続した一般に認められたPPS信号との 間に受信された場合、時計はあまりにゆっくり動作している。 例えば、2000の割り込みが数えられさえすれば、クロックはあまりにゆっくり 48/2048秒を走らせている、または、2048を超える割り込みが最後のPPS信号から 受信された場合、時計はあまりに速く動作している。 近くにできるだけ2048まで連続した一般に認められたPPS信号との間に起こっ ていながら、予想された2048のカウントに対するカウント差は割り込み時間を訂 正しておよびカウントを生産するために使用されることができる。 GPS受信機からのPPSが整数第二のGPS時間まで同期させられることは、実際に 必要でない。 図19への基準にて強調したように、整数GPSが01:02:01.00で始まることを計 時すること、例えば、秒‖GPS時間が送るGPS受信機により示されるように、PPS が実際に起こった正確な時間まで、一致しない。 むしろ、PPSは01:02:01.123456秘書で実際に起こった。 それゆえに、PPSの整数第2の同期が何人かのGPS受取人の上におよび他以外の 上に存在するという事実は、プロリンクシステムの適当な運営に重要でない。 ACUTRAKシステム使用のために、システムはまだ頼みにすることができておよ び好ましくはタイミング・オブジェクトのためのGPSに依存する。 アンテナが一般に常によい線のために配置されるベースステーション(例えば クラブハウス)が、いくつかのGPS衛星(衛星から木および地形によって、たび たび仮面でおおわれるゴルフ・コース上のカートと違った)に、視界を据え付け る。 しかし、GPSが特定の理由のために手に入らなかった場合であっても、 タイミングはベースステーション送信機の放送送信から、各第2の整数の初めに 鍵をかけられる。 ステーションが毎秒放送するベースに、全てのカートは、それからタイミング のために同期させられる。 好ましくは、カートのためのベースステーションタイミングはGPSタイミング へのバックアップである。その結果、GPSが利用できない場合、タイミングはベ ースステーションに切り替えられる。 全てのネットワーク参加者要求が、それらが送信するためにいつできるよわれ るかについて指し示すために初期化されるだけである。 その後で、各々は、ベースステーションが率直な同期を提供することである時 を除いて、制御を計時している直接のベースステーションの非同期のそれ自身の ユニークな、特定の時間枠において、送信できる。 システムの通信ネットワークが図20において、例示した可変長さパケットで、 各カートは、できるよわれた送信のための所定の時間枠を有する。 カートは、GPS受信機により提供されるタイミングから、それぞれにそれらの それぞれの時間枠を知る。 それゆえに、特定のカートのタイム・スライスが到着するときに、カートは非 常に短いデータ爆発を放送しておよびそれから周波数を出る。 それから、全てのカートが情報を送る機会を有するまで、次のカートはデータ 爆発、その他を放送する。 ベースステーション送信は、また、それ自身の時間枠を有する割り当てられた 周波数の上へ多重送信される。 TDMのステーションおよびカートがフォーマットするベースとの間に、データ ・パケットを含んでいるデジタル・メッセージは、送信される。 各メッセージは単一のパケットまたは多数のパケットを有することができる、 しかし、手に入るチャネル・帯域幅は多くのパケットをメッセージに包むことに より向上される。 各メッセージは、同じになっているヘッダを有しておよび、一般に、 同期情報が各メッセージの初めに提供されることを噛んだ。 図21は、可変長さネットワークの線図を計時している典型的な通信ネットワー ク・パケットを例示する。 2048bpsの通信ビット率については、フレームのベースステーションメッセー ジは、手に入る送信時間(375ms)の37.5%に等しい768のビットを占めることが できる。 フレームの各カート・メッセージは、手に入る送信時間(35ms)の72ビットま たはおよそ3.5%を占めることができる。 送信との間に、3ビット(1.46ms)は、送信する(すなわち、送信機をリリー スすることは、キャリア・パワーを落とすために線に鍵をかける)のをやめる現 在の送信機および送信し(すなわち、送信機を主張することは、キャリア・パワ ーを発生するために線に鍵をかける)始める新規の送信機をできるよう。 ビットが一つは位置によって、2で割り切れる権利にまたは2を掛ける左に移 されることができるので、2048bpsのデータ信号速度は速い割り込み率および都 合を原因として生じるので使用中の二つのビット率のパワーの方式設計斜視図か ら選択される。 リアル・タイム・オペレーティング・システムにおいて、これはシステムがco mputationallyな効率的なビット・シフトのすっかり使用する浮動小数点の大規 模な計算を避ける。 ベース・メッセージ送信の直後に78のビット・ギャップは、カートを72のビッ ト・カート・メッセージを経たネットワークを入れるためにできるよう。 フレームの終わりに、新規のフレームが始まる前に、五つのビット・ギャップ (2.44ms)が存在する。 例えば、異なるカートの所定の数は、単一のフレームにおいて、16のカート/ フレームを送信できる。 好ましくは、最高16のユニークなフレームは、目下のところ好適な可変長さネ ットワーク・フォーマットにおいて、できるよわれる。 したがって、最高255のカート(256、カート・アドレス00hexができるよわれ ないという理由、「全てのコール」が言及する存在)は、どんな一つはネットワー クにでも従事できる。 その方法で、一つはプロリンクシステム・ベースステーションは、容易に同時 に作動している三つの18のホール・コース(54のホール)を支えることができる 。 図20をもう一度参照する。ユニークなnが進行しながら、フレーム0(1)...n により示されながら、フレーム・サイクルはさらに同じだけについては循環性で ある、そこにおいて、nは、ネットワーク負荷必要条件に従うベース(コマンド )ステーションによる整数セットである、それゆえに、名前入りの可変長さネッ トワーク。 好ましくは、nの最大値は、15に等しい。 わずかなカートしかコースの上にないときに、ベースステーションはコース・ マネージャ/管理者にカート状態パケットのより高いアップデート率を提供する ためにユニークなフレームの比較的小さい数だけを維持する。 ネットワークが再びサイクルのフレーム0に戻る前に、このより高いアップデ ート率は送信されるより少しのユニークなフレームのための要求に起因している 。 フレームのカートの数が16であるので、ネットワーク大きさの増加によって、 適応させられる追加のカートの数は16で量子化される。−その理由は、次のこと にある。整数フレームだけは加えられることが可能であるかまたは減じられるこ とが可能である。 例えば、20のカートがコースの上にある場合、必要なフレームの最大数は整数 機能によって、定まる2である: INTEGER[(20/16)+1]。 しかし、32を超えるカートがコースの上にある場合、ベースはネットワーク再 構成に第3のフレームを加えなさいと命令しなければならない。 16またはより少しのカートがコースの上にあるときに、ユニークなカ ート位置がアップデートする最も速いものはベースステーションに毎秒提供され るのに、240を超えるカートがコースの上にあるときに、最も遅いアップデート は16秒ごと与えられる。 この可変長さ構造は、いつでも最大ネットワーク効率を確実にする。 フレームまたはフレーム・サイクルの中断は、mid-executionにおいて、でき るよわれない。 むしろ、フレーム放送の全ての中断は、フレーム・サイクルの初めに第2の整 数の始めに制限される。 ベースは、ベース・パケット3(ネットワーク制御)の使用によって、それに応 じてタイミング割り込みに対して責任がある。 ベース・パケット3のネットワーク再構成コマンドの受信に関して、全てのカ ートは、フレーム・サイクルの端まで、構成変化コマンドを法律にする前に待た なければならない。 フレーム割り込みの例は、以下である: (i)放送されるステーション識別に対する準備、 (ii)ネットワーク再構成、 および (iii)ネットワーク義務サイクル制御。 経営する可変長さネットワークのために、ベースステーションは、いつでも、 どのカートがコースの上にあっておよびカート通信のためのフレーム内にベース に全てのカートに時間枠を割り当てるにちがいなかったかについて知らなければ ならない。 二つのカートがカート・ネットワーク・エントリ時間枠において、同時に、送 信しようとしている場合には、各カートが異なる乱数種を有すると仮定するなら ば、全てのカート乱数ジェネレータが統計学的に独立していると仮定されること ができる。 したがって、カートAおよびカートBは、同時にネットワーク・エントリ時間枠 わずか1において、あらゆる64の第二から送信しようとしている。 その一つの矛盾するフレームにおいて、ベースステーションは、どちらのカー トでも理解することができない。 しかし、7回あらゆる64の第二(9秒の1)から、カートAは、どちらのカー トもためしていないあらゆる64の第二から、ネットワーク特権および49回にネッ トワークへのアクセスを得るよう頼むことに成功する。 したがって、カートBがまた、カートAが単独でネットワークを要請している時 が特権を与える八つの第二だけを必要とすること対、エントリを得ようとすると きに、カートAは約9秒がネットワークを入れることを必要とする。 各カートのためにネットワーク接近を得ることを要求される時間(第二の)は 、速く同時にネットワーク特権を要請している数多くのカートについては等級が 下がる。 例えば、六つのカートが同時にネットワーク特権を要請している場合、各カー トがベースステーションへの成功したアクセスの前に、16の第2の遅れに遭遇す るだろうことは、容易に示されることができる。 しかし、それらの六つのカートの一つはが成功するときに、五つのカートだけ はネットワーク特権のために争っているままである、そうすると、4、その他。 全ての六つのカートのためにネットワークへのアクセスを得たことを要求され る全時間はカーブの全体である。そして、それは69秒であることを示すことがで きる。 10のカートのために、時間は全ての10のカートをネットワークに組み込むベー スステーションのための157秒である。 ベースがカートがネットワーク特権を要請していると認識したあと、ベースが 直ちに悪者制御パケットを放送して(パケット4の基礎を形成する)特権を要請 している特定のカートに提出される次のベース・メッセージの。 パケットのバイト0は、カートが認めるのを必要とする84hexでなけ ればならない。 再送信する制御(バイト2の上のニブル)が、0hex(必要な再送でない)への セットである。 ベースが二つのフレーム・サイクル内にカート肯定応答を受信しない場合、ベ ースがカートがパケットおよび意志を受信しなかったと仮定する次のベース・メ ッセージの再送信する そうすると、各フレーム・サイクルがその後で、カートまでうまく認める一度 。 肯定応答が16のフレーム・サイクルにおいて、この次でない場合、カートがネ ットワークの他のネットワーク・エントリ要請にエントリ時間枠を送るまで、ベ ースステーションはアクティブ・ネットワーク会員リストからカートを削除する 。 パケット4を受けると、現在のものはインジケータを作りながら、カートはバ イト2のより低いニブルを使用する。 それがパケット4のバイト3のより低いニブルにより示されるフレームの全数 を上回るときに、カートはそれから各第2の整数上のおよびフレーム・カウンタ (ゼロに戻る)の上のロールへのフレーム・カウンタを+1増加するために責任 を有する。 バイト3の上のニブルは、カートが送信に指定されたフレームを含む。 バイト4は、カートが割り当てられたフレームにおいて、送信することであるサ ブフレームを含む。 カートにより計算される現在のフレームが割り当てられたカート送信フレーム に等しい、およびカート・タイマーが割り当てられたサブフレームの始めに等し いときに、カート・メッセージは放送される。 このように、ベースが送信するときに、カートが送信している同じ時間および その否定で二つのカートが送信していないために、各カートはその特定の所定の 時間で特定のフレーム内にそのメッセージを放送する。 システムにおいて、ネットワーク構成は、しばしば通常のネットワーク運営の 間、必要である。 チャネルをtransitioningしておよび満たすtransmit/receive義務サイクルを はめ込むことは共有した活動(例えばネットワークへの追加のカートのエントリ )は必要条件に水路を開くおよび、他の可能性における、ステーション識別放送 はネットワーク構成変化を必要とする。 最適のネットワーク運営のために、ベースステーションはフレームを割り当て るために仕事を課されるおよび、ネットワークで次々とフレーム0および1から 始めているカートへのフレーム内の時間枠は動き出す。 32を超えるカートがネットワークにおいて、あることを要求されるときに、フ レーム2および3は追加のカートおよびその他をネットワーク上の255ぐらいの カートのためにallocableな16のフレームの手に入る合計まで適応させるために 割り当てられる。 これは、カートのための急速なアップデート率にCMCへの位置レポートを保証 しておよび手に入るチャネル・帯域幅の効率的利用を最大にする。 ネットワーク・フレームを加えるかまたは減ずるための手順は、現在記載され ている。 ネットワークに参加することを要求されるカートの数がネットワークのために またはによって、割り当てられるフレームの数を上回る場合、それはフレームを 加えるのに必要である。 その場合、カートはそれらの送信タイミングを変えるために追加のフレームを 知らされなければならない。 通知が、ベースステーションによって、ネットワーク制御パケットを経由して 送信される‖(パケット3の基礎を形成する)。 ベース・パケット3のバイト6は、上のニブルのフレームの数およびそれ以下 のフレームの新規の必須の数が少しずつかじる流れを含む。 上下のニブルが等しい場合、カートはネットワーク再構成がなしていないと認 識する。 しかし、上下のニブルのフレームの数が違う場合、カートは最初のタイミング からのその新規の送信タイミングおよびフレームの新規の数を 計算する。 元々、カート制御メッセージのベースによって、通信してながら、これは同じ 送信フレームおよびサブフレームを維持することによって、される、しかし、フ レームの全数についてはカートの前に、送信はフレームの加えられた数によって 、増加した。 もちろん、これはフレーム・サイクルを完了することを要求される時間の長さ が新しく加えられたフレームによって、増加することを意味する、しかし、実際 のカート時間枠は同じもののままである。 ネットワークのカートの数が減らされる所で、類似している状況は起こる。但 し、次の場合は除く−より高いカート状態パケット通信が見積もられる結果にな ると共に、フレーム・サイクルを完了することを要求される時間の長さはまた、 残留するカートのために減らされる。 ネットワーク大きさ減少の前に、ベースはそれ以上番号をつけられたフレーム が除去されることができるために、番号をつけられるそれ以下へのサブフレーム が作る悪者送信フレームを再設定する。 ベースは、フレーム・サイクルの初めにフレームの新規の数を主張しておよび ネットワーク制御パケットにあらゆるフレームを送る。 定義によって、カートが信頼できるベース・データを受信していることができ ない重複を提供して、カートはフレーム・サイクルの端まで、フレーム変化を法 律にすることができない。 ベースが一貫して三つのフレーム・サイクルを通じてネットワーク長さ変化の 直後に特定のカート送信を受信することに失敗する場合、ベースはそのカートに 適当な時間枠データを確認するためにカート制御メッセージを放送することによ って、応答する。 ベースが、フレーム大きさを増やす‖利用できないサブフレーム溝の数が、中 で提供する‖どんなマージンが、現在割り当てられたフレームのいくつかのため にできるよわれる閾値よりない。 更に、ネットワークを残したカートによって、空にされるサブフレームは、こ のことによりチャネル・帯域幅を最大にしている新規のフレー ムを割り当てる前に新規のカートでいっぱいである。 プレーの二つのラウンドのために1日(朝および午後)使用されるカートは、 各ラウンドの後のそれらの時間枠を放棄しておよび割り当てられた新規のフレー ムであっておよびベースによって、新ラウンドの初めに溝を計時する。 一連のプレーの終わりに、カートはネットワークを出ることを願う。 ベースは、それからその割り当てられた時間枠の上へもう一方用にこのことに よりカートを自由にしているカートを除去する。 カートが出口を要請する前にオフにされる場合、ベースはそのカートから送信 を受け取らない所定の期間(例えば15-minutes)の後、ネットワークからカート を除去する。 分担しているチャネルを関しているFCC規則のどんな違反でも排除するために 、または、どんなチャネル、システムがせいぜい2ワットのパワーを有するUHF オフセットのチャネル・テレメータリング規則の下に、経営するプロリンクおよ び20本の足(それは送信距離および潜在的な干渉を制限する)より大きくないアン テナ高さの独占するおよび3から六つの周波数まで維持する。 システムは、他のユーザを共有されるチャネルへのアクセスを得るためにでき るようために頻繁なホップを代替の周波数に書き取らせる。 ネットワークのバイト5の上のニブルが、パケットを制御する‖(パケット3 の基礎を形成する)使用されるチャネルが、カートによって、示す。 このパケットが異なるチャネル指定を含む、現在のチャネル(カートがフレー ム・サイクルの終わりに新規のチャネルに切り替える義務がある全て)に。 これは、カートのRFカード周波数シンセサイザを再プログラムすることによっ て、成し遂げられる。 直ちにチャネル変化に続いて、ベース送信は、非情報方向データの20-bytesを 有する始めで詰め物をされる。 これによって、全てのカートが旧フレーム・サイクルの終わりにチャネルを切 替え始めることを可能にしておよび再プログラムされる周波数シンセサイザのた めの時間をできるよう、どんな大事なカート-特定の情報でもの損失なしに置い ておよび錠を新規のフレーム・サイクルの最初のフレームの間、戻る。 周波数シンセサイザが再プログラムされることができておよび150ms内に落ち つくことができるので、ベースがその送信を完了する頃には、全てのカートはそ れらのそれぞれのフレームにおいて、送信する準備ができている。 特定のパケットがことを意図されるカートから、それが新規のチャネル上の少 なくとも一つのDGPSパケット肯定応答(カート状態パケット・バイト0の=5Ohex) を受信するまで、ベースはどんなカートにでも特定のパケット(パケット1およ び4)を送ることを慎む。 これは、ベースによって、カートが所定のチャネル変化することに失敗したあ りそうもないイベントの特定のカートに、送信の可能性を避ける。 図3をもう一度参照する。ベースステーションが二つのプロリンクComputer U nits(PCU)を使用すること−全通信ネットワークおよび全てを検査するために スキャナとして役立っているもう一方(51)を経営する第1のベース・トランシ ーバ(44)であることは交通のために水路を開く一つは。 要請に関してCMCによって、PCU 51はCMCが新規のチャネルへ移動することに決 定の基礎をおく全ての現在のチャネル交通活動を報告する。 チャネルが変わることであるときに、全てのカートが通知されるために、ベー スは全フレーム・サイクルの上の新規のチャネルに調整されるバイト5の上のニ ブルを維持する。 PCU 51が、新規のチャネル上のチャネル変化が宣言されておよびその全フレー ム・サイクルのためにそうだった直後にステーションIDを送信する‖プロリンク システムが、直ちにそれが手に入る新規のチャネルを「 要求する」。 ベースステーションは、1hexにフレーム・サイクルの初めにネットワーク制御 メッセージのバイト5の上のニブルをセットすることによるそれらの時間枠にお いて、送信しておよびフレーム・サイクルの各フレームのために主張されるネッ トワーク停止ビットを有するネットワーク制御パケットを送信するのをカートが 妨げることができる。 全てのカートが放送されずに主にテスト・オブジェクトのために提供されてい る能力を停止させているこのネットワークであることは知られるまで、方法は進 む。 停止期間の間に、ベースおよびカートはフレーム・カウントを伝播し続けるお よび、2048Hzは数えるおよび、全ての機能は割り当てられた時間枠の情報の実際 の放送を除いて使用できるままである。 ベースは放送に希望する場合続くことができる、しかし、どんなカートでもの 予想なしで、ネットワークまで反応はリスタートに命令される。 ネットワーク・リスタートは、ベースステーションによって、ネットワークに 2hexに調整されるバイト5の上のニブルを有する制御パケットを送ることにより 命令される。 全てのカートがそれらのパケット肯定応答によって、放送中のことは知られる まで、この方法は続けられる。 可変長さネットワークは、複合型acknowledge-basedされたおよび繰り返しreq uest-basedされたシステムである。 ベースはカートが一定の時間で一定のパケットを成功した受け取ることを認め ることを必要としておよび全フレーム・サイクルの一つはパケット型のカートか ら、肯定応答を要請するだけである。−その理由は、次のことにある。各々がサ イクルを作るならば、カートは応答できる。 重複のために、ベースは肯定応答要請を有する同じパケット型がカートを提供 するためにフレーム・サイクルの上の多くの時間にパケットを受信するより高い 可能性を課したと放送できる、しかし、カートがその時間枠の放送に機会を有す るまで、肯定応答は思われない。 ベースが適当なカート肯定応答を受信することに失敗する場合、それは失敗さ れるカートが適切にパケットを受信すると仮定しておよびカート肯定応答までパ ケットを再送信する。 ベース・メッセージのパケットが肯定応答を要請しない、およびゴルファー状 況が送られることでないときに、カートは自動的に肯定応答条件をセットする。 テキスト・メッセージはベースステーションから16ぐらいのフレームの上のカ ートまで送られるおよび、カートはカート状態パケット(バイトO)の全テキス ト・メッセージを成功した受け取ることだけを認める。 テキスト・フレームが誤差において、ある場合、カートはカート状態パケット を経た特定のフレームの再送を要請できる。 多数のフレームが誤差において、ある場合、全メッセージを成功した受け取る ことがベースに認められることが可能であるまで、カートは一度に各不規則なテ キスト・フレーム一つはフレームの再送要請を放送しなければならない。 ベースは、ピン/ティーに16秒、ボックス位置(各コース・ホールのための一 つはパケット)ごとを送る。 システムData Packetsは、5分ごとおよそ一度の率での放送である。 カートは、System Data Packetを受け取ることを決して認めない。 カート状態パケットは、カートによって、ベースに送られる。 ベースが割り当てられた時間枠の間、四つの連続的なカート状態パケットを受 信することに失敗する場合、再送要請はカート制御パケット(バイト2)を通し て送られる。 カート拡張状況パケットは、また、カートによって、ベースに送信される。 しかし、その送信がベースステーションにカート位置アップデートを提供しな いので、拡張状況パケットの放送は最小にされる。 カート送信のためのプライオリティの順序に関するシステム規則は、以下であ る: (i)ベースは、常にカートのための最も高いプライオリティ依頼人であ る、 (ii)要請が第2のプライオリティを有することを再送信する、 および (iii)ゴルファー要請は、第3のプライオリティである。 倍数が要請が応答する機会を与えられていたカートのないベースによって、製 造したと認める場合だけ、カートがパケットが送られる状況を歓迎して、または 、要請を再送信する要請に続いている第2のフレーム・サイクル内に送ることが できないまたは、ゴルファー要請が送られることができない場合、第3は要請に 続いているサイクルを作る。 スコア/Play Speed Packetsは、プレーの各ゴルフ・ホールの完成の後のベー スへのカートによる放送である。 ベースは、あらゆるScore/Play Speed Packetを受け取ることを認めることを 要求される。 カートは、また、周期的に肯定応答が前のプレー・ホールのために受信された か検査しておよびScore/PlayスピードPacketをもしそうでなければベースヘ送信 する。 Distance Traveled Packetは、プレーの各ゴルフ・ラウンドの完成でだけのベ ースへのカートによる放送である。 ベースは、あらゆるDistance Traveled Packetを受け取ることを認めることを 要求される。 それが終わっている運営の前にベースから肯定応答をまだ受け取らなかった場 合、カートは2回まで距離進行されたパケットを送信することを要求される。 可変長さネットワーク上の装置が移動していながら、移動することは送るさら に同じだけ以外の一つのベースステーションのための一つはベース・メッセージ についてだけは、メッセージおよびパケットはベース・グループおよび移動して いるグループに分離される。 ベース・メッセージおよび移動しているメッセージ構造は、帯域幅効 率理由のために違う。 この説明の、規則がバイトが8ビットから成るということでおよび言葉が16ビ ット(すなわち倍のバイト)の、噛まれた0の存在については成るということで あること全てのバイトおよび言葉のための最も少なく重要なビット(LSB)。 メッセージの言葉において、最上位バイトはバイト0であるおよび、最も少な く重要なバイトはバイト1である。 これはモトローラ・プロセッサにおいて、使用される大会に対応するおよび、 モトローラ68332のプロセッサQueued Serial Peripheral Interface(QSPI)は最 初に送信しておよび最も重要なビットを受信する。 モトローラ68332の時間プロセッサ装置(TPU)は、ビット同期のために使用さ れる。 ビット同期のTPU発見を支えるために、ビット同時性言葉はBFFFhexであるおよ び、メッセージ識別バイトの最も重要なビット(MSB)は低くなければならない 。 また、バイト2の選択されたビット(例えばビット14)は、カート-ベースの メッセージとベースステーションメッセージを見分けるために高いように選ばれ る。 したがって、64の(7Fhex-40hex)メッセージの最大数が、存在できる。 ビット同期の詳細は、前記の295のおよび905の出願において、論議される。 物理的なハードウェア同期メカニズムへの考慮既知の事実および一時にわたる 安定性については、メッセージのバイトの数は、バイト3および4によって、64 Kに限られている。 ヘッダ誤差発見上のニブルが、バイト2および3のための四つの誤差発見ビッ トである‖より低いニブルが、バイト4およびパッド・バイト のための誤差発見ビットである。 最初のパケットは直ちにメッセージ・ヘッダに続く、全てのパケットがメッセ ージに埋め込まれるまで、第2のパケットは第一、その他に直ちに続く。 最後のパケットおよび一定の長さメッセージの端間のどんな死んでいる(満た されていない)宇宙でも、1hex(バイナリの0000 0001)に調整される。 受信機求積検出器からのACカップル・データに、次の受取りメッセージのため の適当な状態を設立すると共に、このパターンは、68332台のプロセッサに割り 込みを最小にする。 96バイト(768ビット)の最大数は、どんな一つのベース・メッセージでもの ベースからの放送であってもよい。 各ベース・パケットは、ソフトウェア共通性を支えるためにユニークな内容を 有する普通の構造を有する。 普通の構造が、パケット位置および誤差発見が言い表すかまたは言い表すバイ ト0のヘッダ・バイトである‖パケットの最後の四つのバイトに。 ヘッダ・バイトのMSBは肯定応答を受け取る悪者に要請しようとされることが できる。その結果、最高128のユニークなパケットはベースから悪者まで送信さ れることができる。 例えば、81hexケースが悪者から難しい「肯定応答」を必要とするのを除いて 、01hexがそうしないと共に、81hexのパケット識別は01hexに受け取る悪者に同 一である。 型に関する詳細およびパケットの内容は、295のおよび905の出願に記載される 。 テキスト・メッセージ・パケットによって、コース・マネージャが全てのゴル フ・カートに普通のメッセージを送るかまたはどんな個々のカートにでも特定の メッセージを送ることを可能にする。 例えば、普通のメッセージは、ゲームのスコア、クラブハウス・レス トランまたは格子において、特別な昼食または全ての作動カートに特定であると 思われる他の情報であるかもしれない。 特定のカートへのユニークなメッセージは、未許可の挙動(例えば、グリーン もの上のカートを駆動していること)またはメッセージを仕事仲間から関してい る警告であるかもしれない。 最高24のキャラクタは、昔はパケットで送信されることができる、しかし、パ ケットの最高16のフレームを、送信できる。そして、それは句読点および宇宙( およそ5本のフルテキストの線に達すること)を含む384のキャラクタの全メッ セージ長さをできるよう。 全てのフレームがうまく受信されるまで、メッセージの一部はカートで表示さ れない、その時、全メッセージは、ポップにおいて、ウインドウの上へ表示され る。 多くのコースは、毎日の基礎上の各ホール上のそれらのピン位置を変える、お よび、ティー・ボックス位置は、よりしばしば典型的に変わらない。 プロリンクシステム・ベースステーションは、ピン/ティー・ボックス位置パ ケットをコースの各ホールのための16秒ごと放送する。 「パワー閉路」が、全てのカートのための仮定(アップデートが手に入るまで )を履行するというわけではない‖それが、ピンである‖いるグリーンおよび、 ティー・ボックス位置は、以前に記憶された基線から変わらなかった。 パケットが16秒連続して各々一つはホール、異なるパケットが送られる合計18 、一つはのための情報を含むので。 ピン/ティー・ボックス位置パケットは、パケット通信プライオリティの最も 低い順序を割り当てられる。 モトローラ68332台のマイクロプロセッサによって、プロリンクデジタル通信 システム機能は、主にベースステーションのPCU 44および51およびカートのPCU 16により実行される。 図18をもう一度参照する。デジタル・データ・トランシーバは、以下 を含む: 情報供給源101のための供給源エンコーダ102を有する送信しているCPU電気 回路95、 暗号に変える人103(オプションの)、 およびチャネル・エンコーダ104(通信チャネル107の上の送信のためのデータ 変調器105を有する電気回路96を送信しているRF)。 通信チャネルの向こう側に関して、トランシーバは以下を含む: データ復調器109を有する受け取るRF電気回路97およびビット同期110を有する 受け取るCPU電気回路98、 チャネル.デコーダ111、 decryptor 112(暗号に変える人が送信している側面に使用される場合)、 および一般に認められた情報114を出力するための供給源デコーダ113。 CPU電気回路95および98がカートPCU 16のCPUカード18内に具体化されて およびステーションPCUのものの基礎を形成することは、注目すべきである‖44 および51。その一方で、RF電気回路96および97が、カートPCU 16および第1のベ ースステーションのRFカード22および第二のPCU内に具体化される‖44および51 。 RFカードは、「知性」を有しなくておよびキャリアに関するデータを調整してお よび復調することに対して責任があるだけである。 プロリンクシステムは、CPUカード上の68332のマイクロコントローラによ って、余裕を持たれるかなりのパワーについては、実質的に戻っているコストを 減らすためにこのように分割されておよびRFカードの適当な運営のための独立の マイクロコントローラのための要求を取り除いている。 RFデジタル・データ流れはQSPIにより受信される。そして、それは一般に認め られたデータについては同期クロックが受取りシフト・レジスタにデータを計時 することを必要とする。 同期ビットの連続は、送信機によって、データ流れの開始時にはめ込まれる。 受け取るPCU TPUは、同期ビットを検出しておよびQSPI受信クロックを発生す る。 ビット同期は、295のおよび905の出願の詳細に記載されている。 カラー・モニタ・アセンブリ19は、表示の容易さのための屋根の下でカート・ パスのドライバの見ることのじゃまをすることのないカート居住者によって、ゴ ルフ・カートに取り付けられる。 モニター19のこのような据え付けは、太陽光線のカラー読みやすさをできるよ うために重要である。 モニターのベースの下で、制御可能なソフトウェアである柔らかいキーについ ては取り付けられるアセンブリ23が図1Cにおいて、例示した重要なパッドは、手 早い接近をカート・オペレータによって、できるよう。 PCU 16はカート屋根に埋め込まれるおよび、カート・パワー・インタフェース ・ボックス25は居住者のじゃまにならないカートに取り付けられる。 装置を使用しているゴルファーにより押される重要なメカニズムは、ちょうど モニターのチューブの下に動作する小さいキーパッド一片である。 物理的な機械のキーが、画面に照らされるソフトウェア・ラベルの下にある。 特定のゴルファーが特定のキーのための好ましい位置を有する場合、柔らかい キーは必要に応じて再プログラムされることができるおよび、その再プログラミ ングは厳しくソフトウェアによって、される。 同様に、各キーのためのラベルはソフトウェアにおいて、CRTの底一片に沿っ て作成される。その結果、これらのキーはいつでも異なる意味を有するために再 プログラムされることができる。 プロリンク装置のための距離矢印は、喜び棒アセンブリ、トラックボ ール・アセンブリまたはゴルファーを楽に矢印をまわりに移動するためにできる よう八つの矢印への4であってもよい。 CPUビデオ・カード18は、二つの第1のセクションを有する、上記は、以下 から成る: CPUおよびビデオ・コントローラおよび、295のおよび905の出願の詳細に記 載されている。 CPUは、それをアドレスにメモリの16メガバイト(MB)までできるよう大型 線形のアドレス空間を有する、モトローラ68332のマイクロプロセッサ装置であ る。 単一の圧縮した広告は、メモリの64キロバイト(KBまたはK)および高速処理 効率のための32のビット芯を占めることができる。 プロセッサは、多数の周辺装置を周辺装置(例えばRFカード22)に向かって「 話す」ために使用される高速シリアル・インタフェースを構成しているQSPIによ るチップで支える。 32台のビット・マイクロプロセッサはプロセッサ芯から独立している機能能力 を計時している16のチャネル入出力を提供するオンチップTime Processing Unit (TPU)を有するおよび、サポート・リアル・タイムはシステムの必要条件およ び入って来るRFデジタル・データ流れ上のビット同期を中断する。 CPUも、以下を含む: 高解像度カラー・グラフィックスを駆動するウェスターン・デジタルから手に 入るビデオ・コントローラ90C20Aは、詳細をモニターしておよび広告およびデジ タル・コースを含むカートのコンピューター・モニタに関する表示情報にマップ する。 装置は、RAMにダイナミックRAMのおよびアドレスおよび書込みビデオ・イ メージ・データへの最高1MBを支えることができる。 それに加えて、68332の装置は、グラフィックス・イメージをアップデートす るために90C20A装置によるダイナミックRAMにアクセスすることができる。 CPUは、ユーザ・コマンドを受けて、表示を制御して、個々のカートおよび ベースステーション間のデータ転送を制御しておよび、とりわけ、RFインタフェ ースの性能をモニターする。 EPROMプログラム・メモリからシステムの運営を指導するデジタル電子的なプ ロセッサによって、CPU制御は、運動させられる。 メモリが、レイアウトおよびホール地図を含むゴルフ・コースを記述している データ、距離データ、設備構成データ、RF通信データ、診断された指示、広告し ている事態および信頼できる運営に必要な他の情報を含むことができる‖および 、それは不揮発性メモリ記憶を必要とする。 RAMメモリが、プロセッサによって、計算を実行しておよび通信データ(ゴル ファー・スコアまたはハンディキャップ)を記憶するために使用される‖および システムを経営するのに必要な他のどのはかないデータも。 CPUは、実行されるか、コース・データを高く打ち上げるかまたは不揮発性 メモリのアップデートされるようにというプログラム指図およびどんな部分でも 調べられるかアップデートされるために制御するためにメンテナンス機能のため の外部の通信インタフェースを提供する。 コース、スコア・データ、広告している事態、キーパッド機能ラベルおよび他 の情報のための個々のホール地図は、カラー・ビデオ・モニタ19にCPUから表 示される。 プロセッサはフラッシュメモリから検索される圧縮されたバイナリのデータを 広げるおよび、読めるアップデート/書くことができるメモリは表示をドライビ ングに捧げた。 移動している装置でのRFカードへのCPUインタフェースによって、各ゴルフ ・カートが情報をコース上のプロのショップまたは他の便利な位置に位置するベ ースステーションRFカードに知らせることを可能にする。 カートは、上記のように、それらのDRナビゲーション・システムを使用してい るそれらの位置を計算する。 モバイルRF送信機は、連続的なデータをカートおよびその位置を数瞬間おき識 別しているベースステーション受信機に伝える。 これらの送信によって、各カートの特定の位置は、決定されておよびベースス テーションモニター上のディジタル・マッピング表示に同じになった。 図3およびCMCをもう一度参照する。正確な、デジタル、全ゴルフ・コースの グラフィック地図がCMCモニター54に表示したカラーによって、コース管理者が プレーされているホールのフィーチャとの関係を含むコース上の各カートの位置 を追跡することを可能にする。 および各移動している装置に対応する19が自動的にプレーされている特定のホ ールの、カートが近接から駆動される時、特定のホールのテイー・ボックスが接 近される時間からの地図を表示するカラー・モニタ‖グリーンおよび次のホール のためのティー・ボックスの位置の方へ。 装置を命令しているゴルファーは、特定の特定のフィーチャ(例えばウォータ ・ハザードまたはサンド・トラップ)を有するホールの部分をクローズアップす ることが可能である。 これらの表示能力は、システムに記憶されるコースのディジタル・マッピング によって、および各移動している装置によって、CMCにコース上のそれらのそれ ぞれの位置に関しては供給されるリアル・タイム・データにより提供される。 ゴルフ・コースのこのディジタル・マップは、デファレンシャルGPS調査技術 を用いて作成される。 コース・フィーチャは、記憶されておよび標準のビットマップ・グラフィック ス表現の上のいくつかの利点を提供するベクトル-ベースの地図記憶計画を使用 することを表示した、上記は、メモリ記憶の利点を含む。 スケーリングおよび回転。 デジタルが、ホールが全くホールの重要なフィーチャの、含む各々のためのデ ータベースの地図を作る‖グリーン(フェアウエー)ウォータ・ ハザード、サンド・トラップ、草バンカー、粗い領域、カート・パス、ピン、そ の他。 各フィーチャは、一連のDGPS位置測定値によって、領域(例えばグリーンまた はフェアウエー)をカバーするフィーチャの周辺部のまわりに地図を作られる。 データ・コレクションの類似している方法は、カート・パスのような線形のフ ィーチャに沿って実行される。 調査の結果として、ベクトル・リストは、例えば、領域フィーチャの概要を含 む各フィーチャを記述するために収集される。 ベクトル・リストは、偽のデータ・ポイントを取り外して、外のギザギザのア ウトラインをなめらかにしておよびarea-typeフィーチャの概要を閉じることを 要求される範囲に処理される。 ほとんど情報を地図に加えないデータ・ポイントは、地図データベースのメモ リ記憶必要条件を減らすために削除されることができる。 特定のホールと関連があるコース・フィーチャは、特徴的なカラーの表示のた めに、そのホールのためのデータベースを形成するために結合される。 サンド・トラップが、例えばサンド・カラーであってもよい‖ウォータ・ハザ ードが、描写した‖青く、緑グリーンおよびそうに前へ。 ゴルフ・コースの各フィーチャが個別に調べられるので、フィーチャがコース によって、変わるときに、調査は簡単にアップデートされることができる。 例えば、各ホールのためのティー・ボックスおよびピン位置はそのままに変わ るデータベースにプログラムされることができる。そして、それは典型的に毎日 である。 フィーチャは、加えられることが可能であるかまたは詳細を向上するかまたは 必要に応じてがらくたを減らすために地図データベースから移動した。 ベクトルは地図記憶の基礎を形成したおよび、表示技術は重要な利点 を有する。 地図フィーチャの概要だけが記憶された時から、メモリ要求は減らされる。そ れによって、あまりわずかなデータ・ポイントによって、しか表されない詳細な フィーチャをできるよっている。 領域フィーチャは、引かれておよび特定のフィーチャが表示される時、これら からわずかな記憶されたデータ・ポイントしか満たされない。 ベクトル・ベースのシステムの表示されたフィーチャが減らされることができ るかまたは画面に情報の損失なしで大きくなったので、スケーリングはまた、向 上される。 加えて、単一のフィーチャは、異なる拡大で表示されることができる。 また、回転は、ベクトル・ベースのシステム(ホールの全面形に依って、要求 されながら、それは異なるオリエンテーションで簡単にホール地図のようなフィ ーチャを表示する)のスケーリングに、類似した利点を楽しむ。 ゴルフ・コース上の各物体の概要は、各物体の周辺部のまわりにDGPS位置デー タを集めることにより決定される。 単にゴルフ・カート・パスまたは幅が狭い流れのような線形である物体は、そ れらに沿って一端からもう一方までデータを集めることによって、調べられる。 そのままの受信機の出力が、物体周辺部を遠ざけた‖測地学の座標が、規則的 な時間間隔(典型的に第二につき1)である。 汎用横のmercator(UTM)座標がまた、測地学である代わりに使用された座標 であってもよいと理解される。 これらの座標が、物体がユニークな物体番号および物体型により識別される後 処理および各々が決定するそれ以後に備えて記憶される‖それが、ポストである ‖-表示されるときに、処理しておよび引く。 調査データは選択的な可能性のために訂正されるおよび、データを使用してい る大気の誤差は基準受信機によって、集まった。 いかなる数のデファレンシャルGPS方法は、基準点に使ってに対する調査デー タからこれらの普通の誤差を除去する。 地図データを拡大・縮小しておよび回転させて、シフトすることによって、調 査データは、CMCモニター54およびカート・モニター19上の表示のために変わる 。 ホールの一つはホールまたはグループが表示の左上角に関してcoordinatized されるように、物体の北のおよび東のベクトル座標は相殺される。 長さ数百ヤードでもあってもよいフィーチャが640のx480のピクセル画面を着 てみるために減らされるために、移された点はスケールファクタを掛けられる。 カート表示のための、ホール地図が典型的に回転させられることホールのティ ー・ボックスが画面の底にあるために、およびグリーン上部でいる。 地図が北については画面の最上位で指向されるために、CMC表示は典型的に回 転させられる。 ゴルフ・コースの概要が得られておよび記憶された。一旦、そうすると、この ようなデータは使って多様な地帯におけるゴルフ・カートまたはゴルフ・コース の地域の位置を決定しておよび検出する効率的な方法を発生する。 このような地帯発見アルゴリズムは、自動化されたホール表示順序制御のよう なシステム・フィーチャを実行する、それによって カートのカラー・モニタは自動的にプレーされている現在のホールを表示する および、速度/どちらがゴルフ・カートが重要な地帯に対するところの情報を必 要とするか両方とも計時しているプレーのペース/事項のようなゴルフ・コース 内の地域は地帯またはグリーン地帯をティーの上に置く。 プロリンクシステムは、geometricallyに円、楕円、長方形、またはその種の 他のものにより定義されることができる「地帯」を使用する。 地帯は、所望の幾何学のshape(s)についての利益の領域を取り囲むことにより 作成される。 各領域の数学的説明については、地帯形によって、ゴルフ・カートの座標は、 ゴルフ・カートが特定の地帯内部でおよびそれゆえに、特定の特定の領域におい て、あるかどうかに関係なく、決定する各地帯に対して比較されることができる 。 矩形の地帯形が、本出願に対して非常に効率的でおよびx-y同等の格子上のゴ ルフ・コース地図に、その中心、semi-majorおよび軸および回転がsemi-major軸 の曲がる半未成年者により記載されていることができる‖調べる格子軸。 ゴルフ・カート(x,y)の、カートのDRシステムによって、定まる特定の座標 を与えられて、ゴルフ・カートが矩形の地帯にある場合、それは計算により決定 されることができる。 自動ホール順序制御が、完成している。そのとき、ゴルフ・カートがホール1 のグリーン領域を去っておよびその後ホール2のティー・ボックス領域に入る、 ホール2の記憶された概要がカラー・モニタに自動的に表示されることができる システム検出‖ゴルフ・カート。 また、高解像度広告を自動的に表示するフィーチャまたはプロのヒント一つは ホールから次へのカート行程がゴルフ・カートがいつちょうど今ホールのグリー ン地域と関連がある領域を出ておよび移行において、次のホールのティー・ボッ クス地域にあるかについて検出することにより実行されることができる。 加えて、ホールのためのプレーのゴルファーのペースを自動的に決定しておよ び記録するフィーチャは、以下によって、完成していてもよい: ゴルフ・カートがホールと関連があるティー・ボックス地域に入るタイマーを 始めること、および ゴルフ・カートがグリーン地域を去るかまたは出るタイマーをやめることは、 そのホールと関連した。 カートがホールのプレーのためのティー・ボックスの所定の距離内にあるとき に、ゴルファーは「PRO TIP」ボタンをコンソールに押しつけることができる、 そこにおいて、システムは、一組の推薦に供給するモニターまたはそのホールの プレーのための提案がプロの(「プロの」コース)コースによって、提供した表示上 のポップアップ・ウインドウについては応答する。 典型的な表示が、あるかもしれない: 「ドライブの間、フェアウエーの右側上のサンド・トラップを見る」、または、「 この緑が、ホール16と共有される‖−緑のより完全な一部に接近する」。ホール のためのプロのヒントをチェックした後に、ゴルファーはカート上のピンへの距 離の読書のものはモニターする見ることに、適当なクラブの選択のためにティー から駆動したい。 DGPSデータにより調整されて、ピンへの距離の計算は、ゴルフ・カートの推測 航法システムにより計算される。 同様にゴルファー・カート位置から点への距離がプロのコースによって、選択 した見ることホールのプレーのために特定の、それがカートに表示されるホール のディジタル・マップに示すキーポイントが画面をモニターする。 典型的に、これらは以下を含む: 湖、サンド・トラップまたは他のハザード。 表示が、更に、例えば、プレーされているホール上のカートの位置を示す‖白 い三角形に。 特定の距離および画面に表示されるグラフィックスは、プレーヤにハザード( 肉眼についてはティー・ボックスから見えない特にそれら)を避けることに対し て重要な情報を与える。 ゴルファーは、また、最善がショットをしまうと決心するために表示上の距離 カーソル矢印を使用できる。 例えば、ゴルファーが各ショットの戦略計画を可能にするためにかなりの手に 入る距離情報を有するために、白い三角形から距離矢印へのと 同様にゴルフ・コースの多様な位置への距離は表示される。 制作によって、地帯発見アルゴリズムの使用する、プロリンクシステムは、ゴ ルファーは必要とする時間の長さにホール、ホールの選択された複数またはゴル フの全ラウンドをするように決心させる能力を有する。 プロリンクシステムは、ゴルフ・カートおよびコース経営者側システム能力を プレー時間のトラックを類似したアルゴリズムを使用させ続けるためにできるよ う。 手短に言うと、コース経営者側システムは、現在のホールおよびラウンドのた めの各ゴルフ・カートのための実行タイマーおよび完了される各ホールのための プレー時間を表示する。 ゴルフ・カートは、各ホールのためのプレー時間を計算しておよびその時間を コース経営者側システムに伝える。 それがオフラインで分析されることができるために、コース経営者側システム はプレー速度データを各ゴルフ・カートに備えて記憶する。 好適な実施例および方法が本発明を実践することで現在考察される最良の形態 を例示するために記載されていたにもかかわらず、バリエーションおよび変更態 様が本当の本発明の精神と範囲から逸脱せずに、作られることが可能であること は関連した技術に熟練したそれらにとって明らかである。 それゆえに、本発明が添付の請求項および規則および関連した規則の原則によ って、必要な範囲へだけの特急列車と思われることは、ことを意図される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルドウ,リチャード,ダヴリュー. アメリカ合衆国 85205 アリゾナ メサ, ノーフォーク 424 エヌ. 【要約の続き】 プに対等になる。コースのプレーの間のいくらかの点 で、DRNシステムは、決定および計算から誤差強化を実 質的に除去することによって、測定値の精度を元に戻す ために調整される。カートは、汎地球測位システム(GP S)のような衛星ナビゲーション・システムと通信する のに適していてもよい、およびデファレンシャルGPS(DG PS)情報を使用して調整される、カルマン・フィルタ処 理を有する。カート-ベースのDRNシステムは、少なくと も一つの前輪センサおよび浮動か固定のコンパスを有す る、測定車輪速度およびカートの磁気の方向、コース上 のカートの位置を計算するために。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.ゴルフ・カップ、ハザード、またはゴルファーがホールをプレイするのを 援助するゴルフ・コースのホール上の他フィーチャ、までのゴルフ・ボールの距 離の比較的正確な測定を決定する方法において、ゴルフ・コースが測量され、例 えばティー・ボックス、カップ位置、ウォータ・ハザード、サンド・トラップ、 粗い地形、 および その他の、コースの各ホール上の多様なフィーチャの定位置座標間のその相対 的な距離を知られており、 次の工程を含む方法: コースのプレイされるホールのティー・ボックスに隣接するモバイル推測航法 ナビゲーション(DRN)システムをモバイルDRNシステムの位置のための座標の起 点に位置決めし、 ティー・ショットの後、 そのショットの結果のボールの新規の位置に隣接したモバイルDRNシステムを 再位置決めし、 および モバイルDRNシステムが再位置決めされるに従って,、 モバイルDRNシステムから起点に対するボールの新規の位置の座標を決定する こと、 および ティー・ショットしたティー・ボックスおよびカップ間の既知の距離と共新規 の位置座標を使用してに新規の位置座標からプレイしているホールのカップまで の距離を計算し、 およびコースのプレーの間のいくつかの点で、 測定および計算から誤差蓄積を実質的に除去することによって、DRNシステム を較正して測定値の精度を回復すること。 2.請求項1の方法において、 モバイルDRNシステムが、衛星ナビゲーション・システムと通信する能力を有 し、 較正ステップが、衛星ナビゲーション・システムと通信することから得られる 情報を使用してDRNシステムを較正することを含む方法。 3.請求項2の方法において、 衛星ナビゲーション・システムが: グローバル位置決定システム(GPS)を含み、 上記は、デファレンシャルGPS(DGPS)情報を使用してDRNシステムを調整する ことを含む方法。 4.請求項3の方法において、カルマン・フィルタ処理を使用して較正を実行 することを含む方法。 5.請求項1の方法において、カルマン・フィルタ処理を使用して較正を実行 することを含む方法。 6.請求項4の方法において、モバイルDRNシステムをゴルフ・カート上に設 置することを含む方法。 7.請求項6の方法において、車輪センサを備えるゴルフ・カート-ベースのD RNシステムを備え、車輪回転をコード化してこのことにからゴルフ・カートの速 度を決定し、 最終的に、 カートの位置決定することを含む方法。 8.請求項7の方法において、前輪センサを備えるゴルフ・カート-ベースのD RNシステムを備えることを含む方法。 9.請求項6の方法において、車輪速度およびゴルフ・カートの方向を測定す るために少なくとも1個の前輪センサおよびコンパスを備えるゴルフ・カート- ベースのDRNシステムを備えることを含む方法。 10.請求項9の方法において、少なくとも1個の前輪センサおよび浮動コンパ スを備えるゴルフ・カート-ベースのDRNシステムを備えることを含む方法。 11.請求項9の方法において、少なくとも1個の前輪センサおよび固定コンパ スを備えるゴルフ・カート-ベースのDRNシステムを備えることを含む方法。 12.請求項5の方法において、モバイルDRNシステムをゴルフ・カート上に設 置することを含む方法。 13.請求項12の方法において、車輪センサを備えるゴルフ・カート-ベースのD RNシステムを備え、車輪回転をコード化してこのことにからゴルフ・カートの速 度を決定し、最終的に、カートの位置決定することを含む方法。 14.請求項13の方法において、前輪センサを備えるゴルフ・カート-ベースのD RNシステムを備えることを含む方法。 15.請求項12の方法において、車輪速度およびゴルフ・カートの方向を測定す るために少なくとも1個の前輪センサおよびコンパスを備えたゴルフ・カート- ベースのDRNシステムを備えることを含む方法。 16.請求項15の方法において、少なくとも1個の前輪センサおよび浮動コンパ スを備えるゴルフ・カート-ベースのDRNシステムを備えること を含む。 17.請求項15の方法において、少なくとも1個の前輪センサおよび固定コンパ スを備えるゴルフ・カート-ベースのDRNシステムを備えることを含む。 18.以下を含むゴルフ・コース上の位置を決定するシステム: ゴルフ・コース上の位置を決定するための複数のモバイル推測航法ナビゲーシ ョン(DRN)システム・ユニット、 ベース・ステーションからおよびに通信を送受信する受信機を含んでいる各遠 隔DRNシステム・ユニットおよび送信機、 モバイルDRNシステム・ユニットと通信するためのベースステーション、 および 各DRNシステム・ユニットにおいて、前記コース上での位置およびそこから前 記コースの固定されたフィーチャーまでの距離の比較的正確な測定値達成するた めにそれぞれの推測航法システムの精度を回復するために較正する手段。
JP10508050A 1996-08-01 1997-07-30 強力なゴルフナビゲーションシステム Pending JP2000515408A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US69096296A 1996-08-01 1996-08-01
US08/690,962 1996-08-01
PCT/US1997/013437 WO1998005978A1 (en) 1996-08-01 1997-07-30 Robust golf navigation system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000515408A true JP2000515408A (ja) 2000-11-21

Family

ID=24774649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10508050A Pending JP2000515408A (ja) 1996-08-01 1997-07-30 強力なゴルフナビゲーションシステム

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP0966690B1 (ja)
JP (1) JP2000515408A (ja)
KR (1) KR20000029750A (ja)
AU (1) AU737440B2 (ja)
CA (1) CA2262838A1 (ja)
DE (1) DE69716959D1 (ja)
ES (1) ES2186912T3 (ja)
WO (1) WO1998005978A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003061130A (ja) * 2001-08-10 2003-02-28 Chiyoda Techno:Kk ゴルフナビゲーション装置

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2929201A (en) * 2000-01-05 2001-07-16 Johns Hopkins University, The Global positioning system roadside integrated precision positioning system
GB0007106D0 (en) * 2000-03-23 2000-05-17 Yeoman Group Plc Mobile telephone position detection
WO2001084380A1 (en) * 2000-05-04 2001-11-08 Song Jin Ho Automatic vehicle management apparatus and method using wire and wireless communication network
CA2327719A1 (en) * 2000-12-06 2002-06-06 Lucent Technologies Inc. Wireless position location system and method using differential global system information and general packet radio switching technology
KR20030000733A (ko) * 2001-06-26 2003-01-06 김종림 골프장용 자동위치 제어 전동카트 시스템
WO2015094053A1 (en) 2013-12-19 2015-06-25 Husqvarna Ab System and method for navigating a robotic working tool.
CN104020444B (zh) * 2014-06-23 2016-03-23 西北工业大学 一种双轮差动式机器人室内组合定位方法
WO2017024351A1 (en) * 2015-08-12 2017-02-16 Gps Systems International Pty Ltd Management of operation and use of recreational vehicle
CN108776323B (zh) * 2018-05-30 2021-03-12 成都博士信智能科技发展有限公司 位置校正方法及装置
TWI743583B (zh) * 2019-11-05 2021-10-21 孟菁 高爾夫球場路徑導引系統
CN112891894A (zh) * 2019-11-19 2021-06-04 深圳市前海泛美图像技术有限公司 一种高尔夫标志点到洞杯的距离计算方法及坐标数码本

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4480310A (en) * 1980-05-30 1984-10-30 Alvarez Luis W Dead reckoning range finding device for cart
US4703444A (en) * 1983-08-01 1987-10-27 Spymark, Incorporated Systems for determining distances to and locations of features on a golf course
US4796191A (en) * 1984-06-07 1989-01-03 Etak, Inc. Vehicle navigational system and method
US5044634A (en) * 1988-03-21 1991-09-03 Yardmark, Inc. Golf information system
US5056106A (en) * 1990-08-02 1991-10-08 Wang James J Golf course ranging and direction-finding system using spread-spectrum radiolocation techniques
US5364093A (en) * 1991-12-10 1994-11-15 Huston Charles D Golf distance measuring system and method
US5469175A (en) * 1993-03-29 1995-11-21 Golf Scoring Systems Unlimited, Inc. System and method for measuring distance between two objects on a golf course
US5434789A (en) * 1993-10-06 1995-07-18 Fraker; William F. GPS golf diagnostic system
US5438518A (en) * 1994-01-19 1995-08-01 Bianco; Joseph A. Player positioning and distance finding system
US5471393A (en) * 1994-01-26 1995-11-28 Bolger; Joe Driver's associate: a system for vehicle navigation and driving assistance
US5507485A (en) * 1994-04-28 1996-04-16 Roblor Marketing Group, Inc. Golf computer and golf replay device
US5524081A (en) * 1994-05-02 1996-06-04 Paul; Benjamin J. Golf information and course mangement system
US5627547A (en) * 1995-04-07 1997-05-06 Delco Electronics Corporation Mapless GPS navigation system in vehicle entertainment system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003061130A (ja) * 2001-08-10 2003-02-28 Chiyoda Techno:Kk ゴルフナビゲーション装置
JP4653911B2 (ja) * 2001-08-10 2011-03-16 株式会社チヨダテクノ ゴルフナビゲーション装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0966690A4 (ja) 1999-12-29
CA2262838A1 (en) 1998-02-12
WO1998005978A1 (en) 1998-02-12
ES2186912T3 (es) 2003-05-16
AU3821297A (en) 1998-02-25
AU737440B2 (en) 2001-08-16
EP0966690B1 (en) 2002-11-06
DE69716959D1 (en) 2002-12-12
EP0966690A1 (en) 1999-12-29
KR20000029750A (ko) 2000-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6024655A (en) Map-matching golf navigation system
US6456938B1 (en) Personal dGPS golf course cartographer, navigator and internet web site with map exchange and tutor
US6496141B2 (en) Hybrid system and method for golf course distance determination using GPS navigation signals
US5685786A (en) Passive golf information system and method
US5689431A (en) Golf course yardage and information system
CA2359095C (en) Improved system and method for measuring distance between two objects using received satellite transmitted data
US5810680A (en) Computer aided game apparatus
US8396664B2 (en) 3-D golf course navigation device and image acquisition method
US5772534A (en) Satellite enhanced golf information system
US6446005B1 (en) Magnetic wheel sensor for vehicle navigation system
US6236360B1 (en) Golf course yardage and information system
ES2634193T3 (es) Asistente para la práctica de golf personal y método y sistema para mostrar gráficamente información relacionada con golf y para recoger, procesar y distribuir datos relacionados con golf
US20020161461A1 (en) Computer aided game apparatus
US6466162B2 (en) System and method for measuring distance between two objects
US20020082775A1 (en) Personal golfing assistant
US20020010544A1 (en) Display monitor for golf cart yardage and information system
US20030048218A1 (en) GPS based tracking system
US20030103001A1 (en) Golf distance measuring system and method
JP3349510B2 (ja) 距離測定方式
JP2000515408A (ja) 強力なゴルフナビゲーションシステム
CA2184497A1 (en) Method and apparatus for message display on a golf course
US20040196181A1 (en) Method and apparatus for message display on a golf course
WO2001061271A2 (en) Map-matching golf navigation system
JP2894410B2 (ja) キャディカート管理装置
JP2004354315A (ja) 携帯電話端末、および情報提供システム