JP2002067960A - 車両の走行位置測定方法および走行位置測定装置 - Google Patents

車両の走行位置測定方法および走行位置測定装置

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JP2002067960A
JP2002067960A JP2000260745A JP2000260745A JP2002067960A JP 2002067960 A JP2002067960 A JP 2002067960A JP 2000260745 A JP2000260745 A JP 2000260745A JP 2000260745 A JP2000260745 A JP 2000260745A JP 2002067960 A JP2002067960 A JP 2002067960A
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traveling
stop
measuring
gps
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Toshihiro Kozuki
敏裕 上月
Masaaki Hirayama
真明 平山
Junji Kawarabayashi
順二 瓦林
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軌道上を走行する車両の走行位置を低コスト
で正確に測定することができる車両の走行位置測定方法
および走行位置測定装置を提供する。 【解決手段】 軌道上を走行する車両の走行位置を、車
輪の回転数に基づいて走行位置を算出するとともに、車
両の停止時にその停止位置をGPS12により計測し、
その計測位置に対応する予定停止位置の位置情報により
補正して測定するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両の走行位置測定
方法および走行位置測定装置に関する。さらに詳しく
は、GPSを利用して鉄道車両などの軌道上を走行する
車両の走行位置を測定する車両の走行位置測定方法およ
び走行位置測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば鉄道車両の車内ディスプレ
イ装置に次の停車駅が接近している旨表示させる制御を
行う場合は、車両の速度を計測するための速度発電機の
出力信号を利用して車両の走行位置を測定し、この測定
結果により表示のタイミングを調整することが行われて
いる。すなわち、車輪が所定角度回転する毎に速度発電
機から発生されるパルス信号をカウントし、このカウン
ト値に基づいて走行位置を算出することが行われてい
る。
【0003】ところが、このような走行位置測定方法で
は、レールと車輪との間のスリップなどに起因して真の
走行位置と測定された走行位置との間にずれが生じてい
く。そこで、従来、このようなずれを修正するために線
路沿いに地上子やトランスポンダなどの位置情報発信設
備を設け、これら位置情報発信設備が発信する位置情報
に基づき前記ずれを補正することが行われている。
【0004】しかしながら、このような従来の補正方法
は、前記位置情報発信設備の設置や保守に多大の費用を
要し、コストがかかりすぎるという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みなされたものであって、軌道上を走行す
る車両の走行位置を低コストで正確に測定することがで
きる車両の走行位置測定方法および走行位置測定装置を
提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の車両の走行位置
測定方法は、軌道上を走行する車両の走行位置を測定す
る車両の走行位置測定方法であって、車輪の回転数に基
づいて走行位置を算出するとともに、車両の停止時にそ
の停止位置をGPSにより計測し、その計測位置に対応
する予定停止位置の位置情報により前記車両の走行位置
を補正することを特徴とする。
【0007】本発明の車両の走行位置測定方法は、具体
的には、軌道上を走行する車両の走行位置を測定する車
両の走行位置測定方法であって、車輪の回転数に基づい
て走行位置を算出する手順と、車両の停止時にGPSに
より車両の停止位置を計測する手順と、前記計測停止位
置より予定停止位置を検出する手順と、前記走行位置を
前記予定停止位置により補正する手順とを含んでなるこ
とを特徴とする。
【0008】本発明の車両の走行位置測定方法において
は、ドアの開放信号に基づいて車両の停止が検知される
のが好ましく、またGPSがディファレンシャルGPS
とされのが好ましい。
【0009】一方、本発明の車両の走行位置測定装置
は、軌道上を走行する車両の基準位置からの走行位置を
測定する車両の走行位置測定装置であって、車輪の回転
数に基づいて走行位置を算出するとともに、車両の停止
時にその停止位置をGPSにより計測し、その計測位置
に対応する予定停止位置の位置情報により前記車両の走
行位置を補正するように構成されてなることを特徴とす
る。
【0010】本発明の車両の走行位置測定装置は、具体
的には、軌道上を走行する車両の走行位置を測定する車
両の走行位置測定装置であって、車輪の回転数に基づい
て車両の走行位置を算出する走行位置算出手段と、車両
の停止を検知する車両停止検知手段と、車両停止検知手
段により車両が停止したと検知されたときにGPSを利
用して車両の停止位置を計測する停止位置計測手段とを
備え、前記走行位置算出手段により走行位置を算出する
とともに、前記停止位置計測手段により計測された停止
位置に対応する予定停止位置の位置情報により前記車両
の走行位置を補正することを特徴とする。
【0011】本発明の車両の走行位置測定装置において
は、車両停止検知手段による車両停止の検知がドアの開
放信号に基づいてなされるのが好ましく、またGPSが
ディファレンシャルGPSとされてなるのが好ましい。
【0012】
【作用】本発明は前記のごとく構成されているので、地
上子やトランスポンダなどの高コストの位置情報発信設
備を利用する代わりに低コストのGPSを利用して、し
かも通常GPSにより達成される精度よりも高い精度で
走行位置の測定値を補正することが可能となる。
【0013】また、本発明の好ましい態様においては、
車両の停車位置を検知するためにディファレンシャルG
PSを利用するので車両の停車位置を精度良く検知する
ことができ、したがって、例えば鉄道車両が駅のどのプ
ラットホームに停車したのかも検出することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる
実施形態のみに限定されるものではない。
【0015】図1は、本発明の一実施形態に係る車両の
走行位置測定装置の概略構成を示すブロック図である。
この車両の走行位置測定装置Aは、鉄道車両などの軌道
上を走行する車両の走行位置をGPS(Global Positio
ning System:全地球測位システム)を利用して正確に
測定するものであって、車輪の回転数により走行位置L
sを算出する走行位置算出手段1と、車両の停止を検知
する車両停止検知手段2と、車両停止検知手段2により
車両が停止したと検知されたときにGPSを利用して車
両の停止位置を計測する停止位置計測手段3と、軌道上
で車両の停止が予定されている駅などの各予定停止位置
の緯度・経度などの位置を示す情報および基準位置から
各予定停止位置までの軌道上の距離を示す情報を格納す
る予定停止位置情報格納手段4と、停止位置計測手段3
により計測された車両の停止位置を示す情報と予定停止
位置情報格納手段4に格納された各予定停止位置の位置
を示す情報とを対照して、前記計測された車両の停止位
置が前記各予定停止位置のいずれかと一致すると判断し
たときに、走行位置算出手段1により算出された走行位
置Lsと当該予定停止位置Lnとの差に基づいて、走行
位置算出手段1により算出される走行位置Lsを補正す
るための補正量ΔLを算出する補正量算出手段5と、か
ら構成されてなる。
【0016】車両の走行位置測定装置Aの各手段1、
2、3、4、5は、具体的には各手段1、2、3、4、
5の機能を実現するためのハードウェアおよびCPU
(Central Processing Unit:中央演算装置)に各種演
算を実行させるためのプログラムから構成される。
【0017】図2に、本車両の走行位置測定装置Aにお
けるハードウェアの構成を示す。
【0018】すなわち、車両の走行位置測定装置Aは、
走行位置算出手段1を構成する走行位置測定機構11
と、停止位置計測手段3を構成するディファレンシャル
GPS機構12と、車両停止検知手段2を構成する車両
速度監視機構13と、予定停止位置情報格納手段4を構
成するとともに前記プログラムを格納する記憶装置14
a、およびCPU14bからなる制御装置14と、補正
量算出手段5により算出された補正量ΔLにより、走行
位置算出手段1により算出される走行位置Lsを補正し
て表示する表示機構15とから構成されている。
【0019】走行位置測定機構11は、車輪が所定角度
回転する毎にパルス信号を発生する速度発電機11a
と、このパルス信号を整形してCPU14bに入力する
パルス整形モジュール11bと、走行位置Lsを算出す
る際の基準となる車輪径の変更量が予め登録され、この
登録された変更量を走行位置Ls算出の際にCPU14
bに出力する車輪径変更量登録機構11cとからなる。
車輪径変更量登録機構11cに登録される車輪径の変更
量は、例えば摩耗した車輪を切削して真円化するような
車輪メンテナンスが実行されたときに、その切削量に応
じて更新される。
【0020】ディファレンシャルGPS機構12は、G
PS信号を受信するGPSアンテナ12aと、GPSア
ンテナ12aが受信したGPS信号に基づき車両の緯度
・経度を測定するGPS受信機12bと、基準局となる
FM放送局から発信されている補正信号を受信するFM
アンテナ12cとからなる。
【0021】ディファレンシャルGPSとは、既知であ
るFM放送局の位置とGPSで検知されたFM放送局の
位置との差に基づいた補正信号をFM放送局から発信
し、この補正信号によりGPS受信機12bにより検知
された位置の補正を行なうシステムである。ディファレ
ンシャルGPSを利用することによって、より正確に車
両の停止位置を計測することができる。
【0022】車両速度監視機構13は、速度発電機11
aの出力信号により測定される車両の走行速度Vを監視
する監視機構であり、走行速度Vが値0となったときに
車両が停止したことを示す車両停止信号をCPU14b
に出力する。なお、車両停止検知手段2は、ドア開閉制
御装置(図示せず)が発するドア開放指令信号を、車両
停止信号としてCPU14bに入力する機構により構成
してもよい。これにより、例えば車両が信号で途中停止
したような場合を排除することが可能となる。
【0023】しかして、車両の走行位置測定装置Aは測
定された走行位置Lsの補正を以下の手順により実行す
る。
【0024】図3に、この車両の走行位置測定装置Aの
CPUにより実行される走行位置測定値補正処理の手順
を示す。なお、図中のS1〜S7はステップ番号を示
す。
【0025】ステップS1では、走行位置測定機構11
から、速度発電機11aにより発生されパルス整形モジ
ュール11bにより整形されたパルス信号がCPU14
bに入力される。
【0026】ステップS2では、走行位置測定機構11
から入力されたパルス信号に基づいて、車両の走行位置
Lsおよび走行速度Vが算出される。
【0027】ステップS3では、算出された走行速度V
に基づいて、車両速度監視機構13によって車両が停止
したか否かの判断がなされる。停止したと判断されたと
きはステップS4に移行する一方、停止していないと判
断されたときはステップS1に戻る。
【0028】ステップS4では、ディファレンシャルG
PS機構12によって車両の停止位置の緯度・経度が測
定され、この測定結果が車両の停止位置を示す位置情報
としてCPU14bに出力される。
【0029】ステップS5では、ディファレンシャルG
PS機構12からの位置情報と記憶装置14aにあらか
じめ格納されている各予定停止位置の位置を示す情報と
が対照され、ディファレンシャルGPS機構12により
計測された車両の停止位置に一致する予定停止位置があ
るか否かが判定される。
【0030】ここで、計測された車両の停止位置に一致
する予定停止位置があればステップS6に移行する一
方、なければステップS1に戻る。
【0031】ステップS6では、速度発電機11aの出
力信号に基づき算出された走行位置Lsと前記一致した
予定停止位置の位置情報Lnとの差、つまりLs−Ln
が補正量ΔLとして算出される。
【0032】ステップS7では、算出された補正量ΔL
を用いて、以後速度発電機11aの出力信号に基づき算
出される走行位置Lsが補正され、表示機構15により
表示される。
【0033】このように、本実施形態の車両の走行位置
測定装置Aは、走行位置算出手段1により算出される走
行位置Lsを補正するための補正量ΔLを、ディファレ
ンシャルGPSを利用して検出される車両の停止位置に
おける位置情報と前記停止位置と一致する予定停止位置
における位置情報とを対照して算出するので、線路沿い
に地上子やトランスポンダなどのコストのかかる位置情
報発信設備を設ける代わりに低コストのGPSを利用し
て、しかも通常GPSを利用して達成可能な精度よりも
高精度に走行位置の測定結果を補正することができる。
【0034】より具体的にいえば、鉄道車両の駅ホーム
における停止位置誤差は通常±1m以内であるため、補
正量ΔLにより補正する際の補正誤差もこの範囲で抑え
ることが可能となる。したがって、位置計測精度が半径
20m程度といわれるGPSを利用してはるかに高精度
に速度発電機11aによる走行位置Lsの測定結果を補
正することが可能となる。
【0035】また、位置計測精度が半径5m程度といわ
れるディファレンシャルGPSを利用した本実施形態の
停止位置計測手段3によれば、例えば、車両が駅のどの
プラットホームに停止したのかをも判別することが可能
となる。これによって、車両の上り下りなどの進行方向
に応じて予定停止位置情報を設定することも可能とな
る。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
GPSを利用して走行位置の測定結果を補正するので、
地上子やトランスポンダなどの位置情報発信設備を設け
る必要がなく、コストを大幅に低減できるという優れた
効果が得られる。しかも、GPSを単純に利用して走行
位置の測定結果を補正するよりも高精度に補正すること
が可能となるという効果も得られる。
【0037】また、ディファレンシャルGPSによって
車両の停止位置を計測する好ましい形態では、停止位置
の計測精度を高くでき、走行位置の補正をより精確に設
定された予定停止位置情報を利用して実行することも可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の車両走行位置測定装置の概略構成を示
すブロック図である。
【図2】同装置のハードウェアの構成を示すブロック図
である。
【図3】同装置により実行される走行位置測定値補正処
理の手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
A 車両の走行位置測定装置 1 走行位置算出手段 2 車両停止検知手段 3 停止位置計測手段 4 予定停止位置情報格納手段 5 補正量算出手段 11 走行位置測定機構 12 ディファレンシャルGPS機構 13 車両速度監視機構 14 制御装置 14a 記憶装置 14b CPU
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瓦林 順二 神戸市兵庫区和田山通2丁目1番18号 川 崎重工業株式会社兵庫工場内 Fターム(参考) 5H161 AA01 BB02 DD23 5J062 AA03 AA08 AA11 AA12 BB01 CC07 EE04 FF01 FF05

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軌道上を走行する車両の走行位置を測定
    する車両の走行位置測定方法であって、 車輪の回転数に基づいて走行位置を算出するとともに、
    車両の停止時にその停止位置をGPSにより計測し、そ
    の計測位置に対応する予定停止位置の位置情報により前
    記車両の走行位置を補正することを特徴とする車両の走
    行位置測定方法。
  2. 【請求項2】 軌道上を走行する車両の走行位置を測定
    する車両の走行位置測定方法であって、 車輪の回転数に基づいて車両の走行位置を算出する手順
    と、 車両の停止時にGPSにより車両の停止位置を計測する
    手順と、 前記計測停止位置より予定停止位置を検出する手順と、 前記走行位置を前記予定停止位置により補正する手順と
    を含んでなることを特徴とする車両の走行位置測定方
    法。
  3. 【請求項3】 ドアの開放信号に基づいて車両の停止が
    検知されることを特徴とする請求項1または2記載の車
    両の走行位置測定方法。
  4. 【請求項4】 GPSがディファレンシャルGPSとさ
    れてなることを特徴とする請求項1または2記載の車両
    の走行位置測定方法。
  5. 【請求項5】 軌道上を走行する車両の走行位置を測定
    する車両の走行位置測定装置であって、 車輪の回転数に基づいて走行位置を算出するとともに、
    車両の停止時にその停止位置をGPSにより計測し、そ
    の計測位置に対応する予定停止位置の位置情報により前
    記車両の走行位置を補正するように構成されてなること
    を特徴とする車両の走行位置測定装置。
  6. 【請求項6】 軌道上を走行する車両の走行位置を測定
    する車両の走行位置測定装置であって、 車輪の回転数に基づいて車両の走行位置を算出する走行
    位置算出手段と、 車両の停止を検知する車両停止検知手段と、 車両停止検知手段により車両が停止したと検知されたと
    きにGPSを利用して車両の停止位置を計測する停止位
    置計測手段とを備え、 前記走行位置算出手段により算出された走行位置を、前
    記停止位置計測手段により計測された停止位置に対応す
    る予定停止位置の位置情報により補正することを特徴と
    する車両の走行位置測定装置。
  7. 【請求項7】 車両停止検知手段による車両停止の検知
    がドアの開放信号に基づいてなされることを特徴とする
    請求項5または6記載の車両の走行位置測定装置。
  8. 【請求項8】 GPSがディファレンシャルGPSとさ
    れてなることを特徴とする請求項5または6記載の車両
    の走行位置測定装置。
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