JP2006162292A - Position measuring system and navigation support system equipped with it - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、位置測定システムおよびそれを備えた操船支援システムに関し、測定信号に含まれる誤差を補正して現在位置を算出する位置測定システムおよびそれを備えた操船支援システムに関するものである。 The present invention relates to a position measurement system and a ship maneuvering support system including the position measurement system, and more particularly to a position measurement system that corrects an error included in a measurement signal and calculates a current position and a ship maneuvering support system including the position measurement system.
船舶同士の衝突や座礁が生じる危険性の高い狭水路や輻輳海域においては、通常航行時と比較してより高い安全航行が求められる。特に、タンカーなどの大型船は、船体の慣性が大きいため、高度な操船技術が要求される。このような高度な操船技術は、操船者や水先案内人の経験とカンによるところが大きい。さらに、大型船の離接岸時においては、操船者は、岸壁を目視することができないため、監視者の目視のもとに操船を行わざるを得ない。 In narrow waterways and congested water areas where there is a high risk of collision between ships and grounding, higher safe navigation is required compared to normal navigation. In particular, large ships such as tankers require a high level of maneuvering technology because of the large inertia of the hull. Such advanced marine vessel maneuvering technology is largely based on the experience and experience of ship operators and pilots. Furthermore, when the large ship is detached from or berthing, the ship operator cannot see the quay, and is forced to operate the ship under the eyes of the supervisor.
そこで、船舶の位置や速度などの情報を操船者や水先案内人などに表示し、より安全に操船できるように支援する操船支援システムの導入が進められている。 In view of this, the introduction of a ship maneuvering support system that displays information such as the position and speed of a ship to a ship operator, a pilot guide, etc., and supports the ship so that it can be operated more safely has been promoted.
特許文献1には、ミリ波レーダー装置からなる自己完結型測位センサを船舶の所定の位置に取付け、対象物との距離を測定する離着桟支援装置が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 discloses a door support device that attaches a self-contained positioning sensor composed of a millimeter wave radar device to a predetermined position of a ship and measures the distance to an object.
特許文献2には、少なくとも3個のカメラを備え、それぞれのカメラで撮影された情報に基づいて、舷側ラインと岸壁の接岸用ラインとの相対的位置関係を演算する離接岸用操船支援装置が開示されている。
In
また、GPS(Global Positioning System)を利用した操船支援システムも考案されている。 In addition, a ship maneuvering support system using GPS (Global Positioning System) has been devised.
GPSは、高度約2万メートルの上空を周回している約20個の衛星のうち、最適な3〜4個の衛星を選択し、その選択した衛星との間で信号の授受を行うことで、現在位置を測定する。そのため、選択する衛星を切換える場合などには、GPSからの測定信号が数10cm〜数mの範囲で急激に変化する「跳躍」が生じる。 GPS selects the optimal 3 to 4 satellites out of approximately 20 satellites orbiting about 20,000 meters above sea level, and exchanges signals with the selected satellites. Measure the current position. For this reason, when the satellite to be selected is switched, a “jump” in which the measurement signal from the GPS suddenly changes in the range of several tens of cm to several m occurs.
そのため、GPSからの測定信号だけでは精度の高い現在位置を得られない。そこで、地上側の基準点に配置された別のGPSからの測定信号を受けて補正する、RTK−GPS(Real Time Kinematics GPS)方式が用いられることが多い。RTK−GPS方式では、数cm以内の精度で現在位置を得ることができる。
上述のような操船支援システムは、対象とする航路または水域に応じて製作され、当該航路または水域を航行する不特定の船舶に適用できる必要がある。 The ship maneuvering support system as described above is manufactured according to a target route or water area, and needs to be applicable to an unspecified ship that navigates the route or water area.
そのため、水先案内人が当該航路または水域を航行する船舶に乗船する際に、操船支援システムを持ち込むのが望ましい。 For this reason, it is desirable to bring a ship maneuvering support system when the pilot guides aboard a ship navigating the channel or water area.
しかしながら、特許文献1および2に開示されている操船支援システムでは、船体にセンサまたはカメラを配置する必要があり、持ち運びは不可能である。
However, in the boat maneuvering support systems disclosed in
また、RTK−GPS方式のGPSを利用した操船支援システムでは、GPSだけの場合に比較してさまざまな装置が必要であるため、システムが大型化し、持ち運びは困難である。さらに、RTK−GPS方式は、非常に高価であるといった問題もあった。 In addition, in the ship maneuvering support system using the RTK-GPS GPS, various devices are required as compared with the case of using only the GPS, so the system becomes large and difficult to carry. Further, the RTK-GPS method has a problem that it is very expensive.
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、構成が簡素で、かつ、安価な位置測定システムおよびそれを備えた操船支援システムを提供することである。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a position measurement system having a simple configuration and at a low cost, and a ship maneuvering support system including the position measurement system.
この発明によれば、移動体に配置される位置測定手段と、位置測定手段から受けた測定信号に含まれる誤差を補正して移動体の現在位置を算出する位置算出装置とを備える位置測定システムであり、位置算出装置は、測定信号に移動体の移動速度に応じた所定量を超える急激な変化が生じたか否かを判断する判断手段と、判断手段において測定信号に急激な変化が生じると、急激な変化が生じる前の測定信号の変化量により導出される移動体の移動速度に基づいて現在位置を推定する推定手段と、推定された現在位置と測定信号によって示される位置との差から測定信号に含まれる誤差を補正するための第1の補正量を演算する第1の補正量演算手段と、測定信号に急激な変化が生じなければ、測定信号によって示される位置を現在位置とし、急激な変化が生じた後は、測定信号を第1の補正量で補正した値によって示される位置を現在位置とする第1の補正手段とを備える。 According to the present invention, a position measurement system comprising: a position measurement unit arranged on a moving body; and a position calculation device that calculates an error included in a measurement signal received from the position measurement unit and calculates a current position of the moving body. The position calculation device determines whether a sudden change exceeding a predetermined amount corresponding to the moving speed of the moving body has occurred in the measurement signal, and a sudden change in the measurement signal in the determination unit. The estimation means for estimating the current position based on the moving speed of the moving body derived from the change amount of the measurement signal before the sudden change occurs, and the difference between the estimated current position and the position indicated by the measurement signal A first correction amount calculation means for calculating a first correction amount for correcting an error included in the measurement signal, and a position indicated by the measurement signal as a current position if no sudden change occurs in the measurement signal; After an abrupt change occurs, and a first correcting means for the position indicated measurement signals by the correction values in a first correction amount and the current position.
好ましくは、位置算出装置は、第1の補正量に基づいて、測定信号に含まれる初期的な誤差および第1の補正手段における補正の過不足により蓄積される誤差を補正するための第2の補正量を演算する第2の補正量演算手段と、測定信号を第2の補正量でさらに補正した値によって示される位置を現在位置とする第2の補正手段とをさらに備える。 Preferably, the position calculating device corrects an initial error included in the measurement signal and an error accumulated due to excess or deficiency of correction in the first correction unit based on the first correction amount. Second correction amount calculating means for calculating a correction amount, and second correction means for setting a position indicated by a value obtained by further correcting the measurement signal with the second correction amount as a current position are further provided.
好ましくは、第2の補正量演算手段は、第1の補正量演算手段における演算毎に第1の補正量を加算平均して第2の補正量とする手段を含み、第2の補正手段は、第2の補正量を所定の変化率の範囲内で測定信号に加算または減算する手段を含む。 Preferably, the second correction amount calculating means includes means for adding and averaging the first correction amounts for each calculation in the first correction amount calculating means to obtain a second correction amount. And means for adding or subtracting the second correction amount to or from the measurement signal within a predetermined rate of change.
また、この発明によれば、上述の位置測定システムを備えた操船支援システムである。 Moreover, according to this invention, it is a ship handling assistance system provided with the above-mentioned position measurement system.
この発明によれば、誤差が含まれる位置測定手段からの測定信号に対して、測定対象である移動体の移動速度に応じた所定量を超える変化が生じたか否かに基づいて誤差発生の有無を判断し、さらに、誤差が発生した場合には、誤差が発生する直前の変化量から導出される移動速度に基づいてその補正量を演算する。そのため、外部から測定信号を補正するための信号が必要なく、また、そのための装置も必要としない。よって、構成が簡素化され、かつ、安価な位置測定システムおよびそれを備えた操船支援システムを実現できる。 According to the present invention, whether or not an error has occurred is determined based on whether or not a measurement signal from the position measurement unit including the error has exceeded a predetermined amount according to the moving speed of the moving object to be measured. Further, if an error occurs, the correction amount is calculated based on the moving speed derived from the change amount immediately before the error occurs. Therefore, there is no need for a signal for correcting the measurement signal from the outside, and no device for that purpose is required. Therefore, the configuration can be simplified and an inexpensive position measurement system and a boat maneuvering support system including the position measurement system can be realized.
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1に従う位置測定システム100の概略構成図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
図1を参照して、位置測定システム100は、GPSアンテナ2と、GPS受信部4と、位置算出装置50とからなる。
With reference to FIG. 1, the
実施の形態1においては、GPSアンテナ2およびGPS受信部4が位置測定手段を実現する。
In the first embodiment, the
GPSアンテナ2は、位置測定の対象となる移動体、たとえば船舶上の現在位置を測定する基準点となる場所に配置される。そして、GPSアンテナ2は、複数の衛星からの電波を受信して、その受信した電波をGPS受信部4へ出力する。
The
GPS受信部4は、GPSアンテナ2を介して受信した電波に含まれる衛星からの位置信号および時刻信号に基づいて、現在位置を測定し、GPS測定値を位置算出装置50へ出力する。なお、GPS受信部4がGPS測定値を更新する周期は、1〜2秒程度である。
The
ところで、GPS受信部4が、信号の授受を行う衛星を切換える場合などには、GPS受信部4からのGPS測定値に不定期に数10cm〜数m程度の誤差が生じる。このような誤差の発生は「跳躍」と称される。
By the way, when the
位置算出装置50は、インターフェイス(I/F)部6と、制御部8と、記憶部10と、表示部14と、内部バス12とからなる。
The
実施の形態1においては、制御部8が判断手段、推定手段、第1の補正量演算手段および第1の補正手段を実現する。
In the first embodiment, the
インターフェイス部6は、GPS受信部4と内部バス12とを接続し、GPS受信部4からGPS測定値を受けて、内部バス12上にそのGPS測定値を出力する。
The
制御部8は、インターフェイス部6および内部バス12を介してGPS受信部4から受けたGPS測定値に対して、測定対象である移動体の移動速度に応じた所定量を超える変化が生じたか否かに基づいて跳躍発生の有無を判断し、さらに、跳躍が発生した場合には、跳躍が発生する直前の変化量から導出される移動速度に基づいて推定した現在位置から第1の補正量を演算する。そして、制御部8は、跳躍が発生しなければ、GPS測定値を現在位置とし、跳躍が発生した後は、その演算した第1の補正量で補正した値を現在位置とする。また、制御部8は、算出した現在位置を表示部14へ出力する。さらに、制御部8は、必要に応じて、記憶部10にデータを出力し、記憶部10からデータを受ける。
The
記憶部10は、内部バス12を介してインターフェイス部6および制御部8から受けたデータを格納し、制御部8からの要求に応じて、格納しているデータを制御部8へ出力する。
The
表示部14は、制御部8から受けた現在位置を操船者や水先案内人などのユーザに対して表示する。
The
内部バス12は、インターフェイス部6、制御部8、記憶部10および表示部14を互いに接続し、データの授受を仲介する。
The
(GPS測定値の補正)
測定の対象である、たとえば船舶などの移動体は慣性が大きいため、移動速度の変化量、すなわち加速度は小さい。したがって、GPS受信部4がGPS測定値を更新する周期(1〜2秒程度)内では、移動体は直前の速度のまま等速運動を行っているとみなすことができる。
(Correction of GPS measurement value)
Since a moving object such as a ship, which is the object of measurement, has a large inertia, the amount of change in moving speed, that is, the acceleration is small. Therefore, within a period (about 1 to 2 seconds) in which the
そこで、GPS受信部4からのGPS測定値が大きく変動した場合には、跳躍と判断し、GPS測定値に代えて、跳躍が生じる直前の移動速度を維持するとみなして現在位置を推定する。
Therefore, when the GPS measurement value from the
特に、1万トン以上の大型船を測定対象とするのが好ましい。 In particular, it is preferable to measure a large ship of 10,000 tons or more.
図2は、GPS測定値に跳躍が発生した場合の時間データの一例である。なお、GPS受信部4は、緯度および経度の成分をもつ測定信号を出力するが、簡単化のため、緯度および経度の移動量を合成した1次元のデータとして説明する。
FIG. 2 is an example of time data when a jump occurs in the GPS measurement value. Note that the
図2を参照して、GPS測定値の更新前後における変化量が跳躍判定量を超えると、制御部8は、跳躍と判断する。そして、制御部8は、その跳躍が発生した時点から1サンプル前と2サンプル前との距離差から移動速度を導出し、その移動速度を維持するものとして跳躍発生時における現在位置を推定する。同時に、制御部8は、その推定された現在位置を示す値とGPS測定値との差を第1の補正値とする。さらに、制御部8は、跳躍発生以降のGPS測定値に対して、演算された第1の補正値を用いて補正を行い、現在位置を算出する。
Referring to FIG. 2, when the amount of change before and after the update of the GPS measurement value exceeds the jump determination amount, the
その後、跳躍が再度生じた場合には、制御部8は、第1の補正量を再度算出し、同様の補正を行う。
Thereafter, when the jump occurs again, the
なお、跳躍判定量は、対象となる移動体の移動速度に応じて決定される。その決定方法の一例としては、移動速度が設計上の最大加速度で変化した場合において、GPS測定値の更新周期内で移動体が移動できる距離とすることができる。 The jump determination amount is determined according to the moving speed of the target moving body. As an example of the determination method, when the moving speed changes at the designed maximum acceleration, the distance that the moving body can move within the update period of the GPS measurement value can be used.
図3は、実施の形態1に従う現在位置の算出処理を示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing calculation processing of the current position according to the first embodiment.
図3を参照して、制御部8は、初期条件の設定として、第1の補正量A=0とする(ステップS100)。そして、制御部8は、最新の2サンプル分の現在位置L(n−1),L(n−2)をGPS測定値とする(ステップS102)。
Referring to FIG. 3,
制御部8は、GPS測定値に第1の補正量Aを加えて、現在位置L(n)を算出する(ステップS104)。そして、制御部8は、現在位置L(n)と1サンプル前の現在位置L(n−1)との差が跳躍判定量εを超えているか否かを判断する(ステップS106)。
The
跳躍判定量εを超えている場合(ステップS106においてYESの場合)、すなわち跳躍が発生していると判断される場合には、制御部8は、1サンプル前の現在位置L(n−1)と2サンプル前の現在位置L(n−2)との変化量から導出した移動速度を1サンプル前の現在位置L(n−1)に加えて現在位置L(n)を推定する(ステップS108)。さらに、制御部8は、推定した現在位置L(n)とGPS測定値との差から第1の補正量Aを演算する(ステップS110)。
If the jump determination amount ε is exceeded (YES in step S106), that is, if it is determined that a jump has occurred, the
跳躍判定量εを超えていない場合(ステップS106においてNOの場合)、すなわち跳躍が発生していないと判断される場合、または第1の補正量Aを演算した後(ステップS110)には、制御部8は、ユーザから処理終了指令が与えられたか否かを判断する(ステップS112)。
When the jump determination amount ε is not exceeded (NO in step S106), that is, when it is determined that no jump has occurred, or after the first correction amount A is calculated (step S110), control is performed. The
処理終了指令が与えられていない場合(ステップS112においてNOの場合)には、制御部8は、次のサンプルに対して、現在位置L(n)を算出する(ステップS104)。
When the process end command is not given (NO in step S112), the
処理終了指令が与えられた場合(ステップS112においてYESの場合)には、制御部8は、処理を終了する。
If the process end command is given (YES in step S112),
この発明の実施の形態1によれば、跳躍による誤差が含まれるGPS測定値に対して、測定対象である移動体の移動速度に応じた跳躍判定量を超える変化が生じたか否かに基づいて跳躍の有無を判断し、さらに、跳躍が発生した場合には、それが発生する直前の変化量から導出される移動速度に基づいて現在位置を推定し、その推定した現在位置から跳躍による誤差を補正するための第1の補正量を算出する。そして、跳躍発生後においては、GPS測定値をその第1の補正量で補正して現在位置とする。そのため、外部から跳躍による誤差を補正するための信号を取得する必要がなく、また、そのための装置も必要としない。よって、構成が簡素化され、かつ、安価な位置測定システムを実現できる。
According to
[実施の形態2]
実施の形態2においては、GPS測定値に含まれる初期的な誤差および上述の実施の形態1における第1の補正量による蓄積誤差を補正するための機能をさらに備える位置測定システムについて説明する。
[Embodiment 2]
In the second embodiment, a position measurement system further including a function for correcting an initial error included in a GPS measurement value and an accumulation error due to the first correction amount in the above-described first embodiment will be described.
実施の形態2に従う位置測定システムは、図1に示す実施の形態1に従う位置測定システム100と同様の構成であるので説明は繰返さない。
Since position measurement system according to the second embodiment has the same configuration as
実施の形態2においては、制御部8が判断手段、推定手段、第1の補正量演算手段、第1の補正手段、第2の補正量演算手段および第2の補正手段を実現する。
In the second embodiment, the
図4は、初期誤差を伴っている場合の時間データの一例である。なお、測定対象の移動体は初期位置にとどまっている。 FIG. 4 is an example of time data when there is an initial error. Note that the moving object to be measured remains at the initial position.
図4(a)は、GPS測定値と制御部8が算出する現在位置の時間データである。
FIG. 4A shows GPS measurement values and time data of the current position calculated by the
図4(b)は、GPS測定値に対する補正量の時間データである。 FIG. 4B is time data of the correction amount with respect to the GPS measurement value.
図4(a)を参照して、初期状態(0秒の場合)において、GPS測定値は、誤差を含んでいる。上述の実施の形態1における位置測定システム100においては、それ以降の跳躍発生に伴い生じる誤差は、第1の補正量により補正されるが、初期的な誤差は補正されない。そのため、初期的な誤差を含んだ値が現在位置として算出される場合がある。
Referring to FIG. 4A, in the initial state (in the case of 0 second), the GPS measurement value includes an error. In the
初期的な誤差が小さい場合には、問題は少ないが、より精度を向上させることが望ましい。そこで、制御部8は、第1の補正量に基づいてさらなる補正を行う。
When the initial error is small, there are few problems, but it is desirable to improve the accuracy. Therefore, the
まず、制御部8が算出する現在位置を示す値には、真の位置を示す値と誤差とを含むと考えることができる。
First, it can be considered that the value indicating the current position calculated by the
また、GPS測定値は、真の位置を示す値と跳躍による変動値およびその他の誤差とを含むと考えることができる。 Further, the GPS measurement value can be considered to include a value indicating the true position, a fluctuation value due to jumping, and other errors.
図4(a)に示すように、跳躍による変動値を正または負の符号をもつX1,X2,・・・,Xnとすると、十分に長い期間では、 As shown in FIG. 4 (a), assuming that fluctuation values due to jumping are X1, X2,..., Xn having a positive or negative sign,
が成立するとみなすことができる。 Can be considered to hold.
したがって、跳躍毎に現在位置を示す値とGPS測定値との差から求められる第1の補正量は、真の位置を示す値が打ち消されるため、現在位置を示す値に含まれる誤差と、GPS測定値に含まれる跳躍による変動値との合計となる。 Accordingly, the first correction amount obtained from the difference between the value indicating the current position and the GPS measurement value for each jump is the value included in the value indicating the current position, and the GPS value because the value indicating the true position is canceled out. It is the total of the fluctuation value by jump included in the measured value.
さらに、十分に長い期間において、第1の補正量を加算平均することにより、GPS測定値に含まれる跳躍による変動値をゼロに近づけることができるため、現在位置を示す値に含まれる誤差を求めることができる。 Furthermore, since the fluctuation value due to jump included in the GPS measurement value can be brought close to zero by averaging the first correction amount over a sufficiently long period, an error included in the value indicating the current position is obtained. be able to.
このように、第1の補正量を加算平均することにより得られる値を第2の補正量とし、第2の補正量でさらに補正することにより、より真の位置に近い現在位置を得ることができる。第1の補正量および第2の補正量は、図4(b)に示すような時間データとなる。 In this way, a value obtained by averaging the first correction amounts is used as the second correction amount, and by further correcting with the second correction amount, a current position closer to the true position can be obtained. it can. The first correction amount and the second correction amount are time data as shown in FIG.
ここで、図4(b)に示す第2の補正量は、第1の補正量の変化に伴いステップ的に変化するので、GPS測定値をそのまま第2の変動量で補正すると、算出される現在位置が急激に変動することになる。そこで、第2の補正量による補正を一定の変化率に制限することが望ましい。その変化率は、たとえば跳躍の発生有無を判断する跳躍判定量より少ない値を選定する。第2の補正量を一定の変化率に制限した場合の時間データを図4(b)に示す。 Here, since the second correction amount shown in FIG. 4B changes stepwise with the change in the first correction amount, it is calculated by correcting the GPS measurement value as it is with the second fluctuation amount. The current position will change rapidly. Therefore, it is desirable to limit the correction by the second correction amount to a constant change rate. As the rate of change, for example, a value smaller than a jump determination amount for determining whether or not a jump has occurred is selected. FIG. 4B shows time data when the second correction amount is limited to a constant change rate.
上述のように、第1の補正量による補正および変化率を制限した第2の補正量による補正を行った場合の現在位置の時間データを図4(a)に示す。 As described above, FIG. 4A shows the time data of the current position when the correction using the first correction amount and the correction using the second correction amount with a limited change rate are performed.
なお、測定対象の移動体が移動している場合についても同様に適応できることは言うまでもない。 Needless to say, the present invention can be similarly applied to the case where the moving object to be measured is moving.
図5は、実施の形態2に従う位置測定システムの時間データの一例である。 FIG. 5 is an example of time data of the position measurement system according to the second embodiment.
図5(a)は、GPS測定値と制御部8が算出する現在位置の時間データである。
FIG. 5A shows GPS measurement values and time data of the current position calculated by the
図5(b)は、GPS測定値に対する補正量の時間データである。 FIG. 5B is time data of the correction amount with respect to the GPS measurement value.
図5(a)を参照して、測定対象の移動体が真の位置に示されるように等速で移動している場合に、制御部8は、GPS測定値の跳躍発生毎に第1および第2の補正量を演算し、現在位置を算出する。「大数の法則」によると、加算平均の母数が多いほど精度が向上するので、跳躍の発生回数の増大に伴い第2の補正量による補正精度が向上する。
Referring to FIG. 5A, when the moving object to be measured is moving at a constant speed as shown in the true position, the
図5(b)を参照して、第2の補正量は、図5(a)に示す初期時における現在位置と真の位置との誤差に近づいていく。すなわち、第2の補正量による初期誤差の補正が十分に行われることを示している。 Referring to FIG. 5B, the second correction amount approaches the error between the current position and the true position at the initial time shown in FIG. That is, it is shown that the initial error is sufficiently corrected by the second correction amount.
なお、上述の説明では、現在位置に含まれる初期的な誤差を補正する場合について述べたが、第2の補正量は真の位置と制御部8が算出した現在位置との誤差を補正するものであり、第1の補正量による補正の過不足で蓄積される誤差なども補正することができる。
In the above description, the case where the initial error included in the current position is corrected has been described. However, the second correction amount corrects the error between the true position and the current position calculated by the
図6は、実施の形態2に従う現在位置の算出処理を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing calculation processing of the current position according to the second embodiment.
なお、図3に示す実施の形態1に従う現在位置の算出処理を示すフローチャートと同一の処理については、同一のステップ番号を付している。
In addition, the same step number is attached | subjected about the process same as the flowchart which shows the calculation process of the present position according to
図6を参照して、制御部8は、初期条件の設定として、第1の補正量A=0,第2の補正量B=0,跳躍回数j=1および第2の補正量(変化率制限)δ=0とする(ステップS200)。そして、制御部8は、最新の2サンプル分の現在位置L(n−1),L(n−2)をGPS測定値とする(ステップS102)。
Referring to FIG. 6, the
制御部8は、GPS測定値に第1の補正量Aを加えて、現在位置L(n)を算出する(ステップS104)。そして、制御部8は、現在位置L(n)と1サンプル前の現在位置L(n−1)との差が跳躍判定量εを超えているか否かを判断する(ステップS106)。
The
跳躍判定量εを超えている場合(ステップS106においてYESの場合)、すなわち跳躍が発生していると判断される場合には、制御部8は、図3に示すステップS108とステップS110と同様の処理を行う。さらに、制御部8は、跳躍回数jと第2の補正量Bとの積、すなわち前サンプルまでの第1の補正量Aの総和に、現サンプルにおける第1の補正量Aを加え、跳躍回数jに1を加算した値で除算して、第1の補正量の加算平均を算出する。そして、制御部8は、跳躍回数jに1を加算して更新する(ステップS202)。
If the jump determination amount ε is exceeded (YES in step S106), that is, if it is determined that a jump has occurred, the
跳躍判定量εを超えていない場合(ステップS106においてNOの場合)、または跳躍回数を更新した後(ステップS202)には、制御部8は、第2の補正量Bと第2の補正量(変化率制限)δとの絶対値の差が変化率限度φを超えているか否かを判断する(ステップS204)。
When the jump determination amount ε is not exceeded (NO in step S106), or after the number of jumps is updated (step S202), the
第2の補正量Bと第2の補正量(変化率制限)δとの差が変化率限度φを超えている場合(ステップS204においてYESの場合)には、第2の補正量Bと第2の補正量(変化率制限)δとの差に応じて、第2の補正量(変化率制限)δを第2の補正量Bに向けて変化率限度φの大きさだけ近づける(ステップS208)。 When the difference between the second correction amount B and the second correction amount (change rate limit) δ exceeds the change rate limit φ (YES in step S204), the second correction amount B and the second correction amount B The second correction amount (change rate limit) δ is made closer to the second correction amount B by the size of the change rate limit φ according to the difference between the correction amount (change rate limit) δ of 2 (step S208). ).
第2の補正量Bと第2の補正量(変化率制限)δとの差が変化率限度φを超えていない場合(ステップS204においてNOの場合)には、第2の補正量(変化率制限)δに第2の補正量Bを代入する(ステップS206)。 If the difference between the second correction amount B and the second correction amount (change rate limit) δ does not exceed the change rate limit φ (NO in step S204), the second correction amount (change rate). (Restriction) The second correction amount B is substituted for δ (step S206).
そして、制御部8は、現在位置L(n)から第2の補正量(変化率制限)δを減算して、現在位置L(n)とする(ステップS210)。さらに、制御部8は、ユーザから処理終了指令が与えられたか否かを判断する(ステップS112)。
Then, the
処理終了指令が与えられていない場合(ステップS112においてNOの場合)には、制御部8は、次のサンプルに対して、現在位置L(n)を算出する(ステップS104)。
When the process end command is not given (NO in step S112), the
処理終了指令が与えられた場合(ステップS112においてYESの場合)には、制御部8は、処理を終了する。
If the process end command is given (YES in step S112),
この発明の実施の形態2によれば、実施の形態1における効果に加えて、GPS測定値の跳躍発生毎に第1の補正量の加算平均を演算することにより、算出された現在位置と真の位置との差を補正するための第2の補正量を導出する。よって、導出された第2の補正量を用いてさらに算出された現在位置を補正することにより、現在位置の算出精度をより高めた位置測定システムを実現できる。 According to the second embodiment of the present invention, in addition to the effect of the first embodiment, the calculated current position and the true value are calculated by calculating the addition average of the first correction amount every time the GPS measurement value jumps. A second correction amount is derived for correcting the difference from the position. Therefore, it is possible to realize a position measurement system that further improves the calculation accuracy of the current position by further correcting the calculated current position using the derived second correction amount.
[実施の形態3]
図7は、実施の形態3に従う操船支援システム200の概略構成図である。
[Embodiment 3]
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a boat
図7を参照して、操船支援システム200は、船上側装置60と、地上側装置70とからなる。
Referring to FIG. 7, the boat
船上側装置60は、操船対象の船舶に配置される。そして、地上側装置70から、気象・海象データを受けて、操船者に対してその情報を表示する。また、船上側装置60は、図1に示す位置測定システム100において、アンテナ部18および通信部16を加え、さらに、制御部8を制御部30に代えたものである。
The ship
アンテナ部18は、通信部16と接続され、地上側装置70から送信される電波を受信して、通信部16へ出力する。
The
通信部16は、アンテナ部18を介して、地上側装置70から送信される風向、風速および波高などの気象・海象データを受信する。
The
制御部30は、実施の形態1または2に示す制御部8における機能に加えて、算出した現在位置、地上側装置70から受けた気象・海象データおよび記憶部10に格納される対象海域の地形データなどに基づいて、画像・映像などを介して操船支援を行うための情報を表示部14に表示させる。
In addition to the function in the
地上側装置70は、外部から受けた気象・海象データを、無線通信手段を介して船上側装置60へ送信する。また、地上側装置70は、制御部24と、通信部20と、アンテナ部22とからなる。
The
制御部24は、外部から受けた気象・海象データを通信部20へ出力する。
The
通信部20は、制御部24から受けた気象・海象データを無線信号に変換して、アンテナ部22を介して、送信する。
The
アンテナ部22は、通信部20から受けた無線信号を空間を介して船上側装置60へ放射する。
The antenna unit 22 radiates the radio signal received from the
この発明の実施の形態3によれば、地上側装置から現在位置を補正するための信号を送信する必要がないので、構成が簡素化され、かつ、安価な操船支援システムを実現できる。 According to the third embodiment of the present invention, since it is not necessary to transmit a signal for correcting the current position from the ground side device, the configuration is simplified and an inexpensive ship maneuvering support system can be realized.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
2 GPSアンテナ、4 GPS受信部、6 インターフェイス(I/F)部、8 制御部、10 記憶部、12 内部バス、14 表示部、16,20 通信部、18,22 アンテナ部、24,30 制御部、50 位置算出装置、60 船上側装置、70 地上側装置、100 位置測定システム、200 操船支援システム、A 第1の補正量、B 第2の補正量、L(n) 現在位置、X1,X2,・・・,n 変動値、j 跳躍回数、δ 第2の補正量(変化率制限)、ε 跳躍判定量、φ 変化率限度。 2 GPS antenna, 4 GPS receiving unit, 6 interface (I / F) unit, 8 control unit, 10 storage unit, 12 internal bus, 14 display unit, 16, 20 communication unit, 18, 22 antenna unit, 24, 30 control Part, 50 position calculation device, 60 ship side device, 70 ground side device, 100 position measurement system, 200 ship maneuvering support system, A first correction amount, B second correction amount, L (n) current position, X1, X2,..., N fluctuation value, j jump count, δ second correction amount (change rate limit), ε jump determination amount, φ change rate limit.
Claims (4)
前記位置測定手段から受けた測定信号に含まれる誤差を補正して前記移動体の現在位置を算出する位置算出装置とを備え、
前記位置算出装置は、
前記測定信号に前記移動体の移動速度に応じた所定量を超える急激な変化が生じたか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段において前記測定信号に前記急激な変化が生じると、前記急激な変化が生じる前の前記測定信号の変化量により導出される前記移動体の移動速度に基づいて前記現在位置を推定する推定手段と、
前記推定された現在位置と前記測定信号によって示される位置との差から前記測定信号に含まれる誤差を補正するための第1の補正量を演算する第1の補正量演算手段と、
前記測定信号に前記急激な変化が生じなければ、前記測定信号によって示される位置を前記現在位置とし、前記急激な変化が生じた後は、前記測定信号を前記第1の補正量で補正した値によって示される位置を前記現在位置とする第1の補正手段とを備える、位置測定システム。 Position measuring means arranged on the moving body;
A position calculation device that corrects an error included in a measurement signal received from the position measurement means and calculates a current position of the moving body;
The position calculation device includes:
Determining means for determining whether or not a sudden change exceeding a predetermined amount according to a moving speed of the moving body has occurred in the measurement signal;
When the determination unit causes the sudden change in the measurement signal, the current position is estimated based on the moving speed of the moving body derived from the change amount of the measurement signal before the sudden change occurs. Means,
First correction amount calculation means for calculating a first correction amount for correcting an error included in the measurement signal from a difference between the estimated current position and a position indicated by the measurement signal;
If the rapid change does not occur in the measurement signal, the position indicated by the measurement signal is set as the current position, and after the rapid change has occurred, the measurement signal is corrected by the first correction amount. And a first correction unit that uses the position indicated by the current position as the current position.
前記第1の補正量に基づいて、前記測定信号に含まれる初期的な誤差および前記第1の補正手段における補正の過不足により蓄積される誤差を補正するための第2の補正量を演算する第2の補正量演算手段と、
前記測定信号を前記第2の補正量でさらに補正した値によって示される位置を前記現在位置とする第2の補正手段とをさらに備える、請求項1に記載の位置測定システム。 The position calculation device includes:
Based on the first correction amount, a second correction amount for correcting an initial error included in the measurement signal and an error accumulated due to excessive or insufficient correction in the first correction means is calculated. A second correction amount calculating means;
The position measurement system according to claim 1, further comprising: a second correction unit that sets a position indicated by a value obtained by further correcting the measurement signal by the second correction amount as the current position.
前記第2の補正手段は、前記第2の補正量を所定の変化率の範囲内で前記測定信号に加算または減算する手段を含む、請求項2に記載の位置測定システム。 The second correction amount calculation means includes means for averaging the first correction amount for each calculation in the first correction amount calculation means to obtain the second correction amount,
The position measurement system according to claim 2, wherein the second correction means includes means for adding or subtracting the second correction amount to the measurement signal within a range of a predetermined change rate.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008053887A1 (en) | 2006-10-31 | 2008-05-08 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Method and system for assisting steering/mooring of vessel |
JP2014153087A (en) * | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Mitsubishi Electric Corp | GNSS positioning device and GNSS positioning method |
EP2790036A4 (en) * | 2011-12-09 | 2015-07-29 | Tokyo Keiki Inc | Position output device using satellite navigation system |
CN106816039A (en) * | 2017-03-30 | 2017-06-09 | 上海海洋大学 | A kind of ship cruise early warning dynamic monitoring method |
WO2023187904A1 (en) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | 日本電気株式会社 | Data-shaping device, event-sensing system, data-shaping method, and non-transitory computer-readable medium |
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008053887A1 (en) | 2006-10-31 | 2008-05-08 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Method and system for assisting steering/mooring of vessel |
US8041473B2 (en) | 2006-10-31 | 2011-10-18 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Method and system for assisting steering and mooring alongside of vessels |
EP2790036A4 (en) * | 2011-12-09 | 2015-07-29 | Tokyo Keiki Inc | Position output device using satellite navigation system |
US9121929B2 (en) | 2011-12-09 | 2015-09-01 | Tokyo Keiki Inc. | Position output device using satellite navigation system |
JP2014153087A (en) * | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Mitsubishi Electric Corp | GNSS positioning device and GNSS positioning method |
CN106816039A (en) * | 2017-03-30 | 2017-06-09 | 上海海洋大学 | A kind of ship cruise early warning dynamic monitoring method |
CN106816039B (en) * | 2017-03-30 | 2019-07-02 | 上海海洋大学 | A kind of ship cruise early warning dynamic monitoring method |
WO2023187904A1 (en) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | 日本電気株式会社 | Data-shaping device, event-sensing system, data-shaping method, and non-transitory computer-readable medium |
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