JP2008008660A - キロポストデータ取得方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、キロポストの位置情報（緯度及び経度）を簡単に求めることができる方法を提供することにある。
【解決手段】車両にて高速道路を走行中に、ＧＰＳ信号から得た緯度及び経度より１秒毎の移動距離を計算し、その積算値Ｓｉを計算する。ＧＰＳ信号の受信毎に、０．１秒毎の移動距離ΔＬを計算し、その積算値Ｌｓを計算する。１秒毎の移動距離の積算値Ｓｉと０．１秒毎の移動距離の積算値Ｌｓの合計値ＳＵＭｉを計算し、それがデータ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたとき、その合計値ＳＵＭｉに対応する緯度及び経度を計算する。計算した緯度及び経度を測定対象のキロポストの位置情報として保存する。
【選択図】図１

Description

本発明は高速道路に設けられたキロポストの位置情報を取得するためのキロポストデータ取得方法及び装置に関する。

高速道路の中央分離帯及び路側帯には、１００メートル間隔でキロポストが設置されている。キロポストは、起点からの距離を１００メートル単位で表示するが、その位置情報（緯度及び経度）を示すものではない。

特開２０００−１１３３８３号公報には、予め幾つかのキロポストのデータとＧＰＳデータの関係を求めておき、現在位置をＧＰＳ信号を用いて検出し、現在位置に対応するキロポストを表示するキロポスト表示装置が記載されている。特開２００１−２６４０８７号公報には、ＧＰＳ信号より現在位置を検出し、現在位置におけるキロポスト、標識等の情報を表示する位置管理情報表示装置が記載されている。

これらの技術では、キロポストとその位置情報（緯度及び経度）の関係を示すテーブル又はデータベースを予め得る必要がある。

特開２０００−１１３３８３号公報 特開２００１−２６４０８７号公報

キロポストとその位置情報（緯度及び経度）の関係を示すテーブルを得るためには、キロポスト毎にその位置情報（緯度及び経度）をＧＰＳ等により測定すればよい。しかしながら、このような方法では全てのキロポストの位置情報を得るのに時間がかかる。

本発明の目的は、キロポストの位置情報（緯度及び経度）を簡単に求めることができる方法及び装置を提供することにある。

本発明によると、車両にて高速道路を走行中に、先ず、ＧＰＳ信号から得た緯度及び経度より１秒毎の移動距離を計算し、その積算値Ｓｉを計算する。またその時の０．１秒毎の移動距離ΔＬを計算し、その積算値Ｌｓを計算する。１秒毎の移動距離の積算値Ｓｉと０．１秒毎の移動距離の積算値Ｌｓの合計値ＳＵＭｉを計算し、それがデータ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたとき、その合計値ＳＵＭｉに対応する緯度及び経度を計算する。計算した緯度及び経度を測定対象のキロポストの位置情報として保存する。

本発明によると、キロポストの位置情報（緯度及び経度）を簡単に求めることができる。

先ず、本発明によるキロポストの位置情報を取得する方法の概要を説明する。本発明によると、ＧＰＳ受信機を搭載した自動車を、高速道路を走行させながらデータを取得する。高速道路の任意のキロポストよりデータの取得を開始する。ＧＰＳ受信機からの信号より、１秒毎に現在位置（緯度及び経度）を入手し、それより１秒毎の移動距離を計算する。１秒毎の移動距離の計算値を積算することによって、データ取得開始点から現在位置までの移動距離の積算値Ｓｉを得ることができる。一方、キロポストは０．１ｋｍ毎に設けられているから、データ取得開始点から各キロポストまでの距離は既知である。従って、移動距離の積算値Ｓｉが、データ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたとき、測定対象のキロポストを通過したと判定することができる。従って、そのときの位置情報（緯度及び経度）を記録し、この位置情報を測定対象のキロポストの位置とする。

このようは方法では、１秒間の移動距離に基づいて位置情報を得るため、低速度で走行しているときは充分な精度で位置情報を得ることができる。しかしながら、高速度で走行しているときは、位置情報の精度は低くなる。そこで、ＧＰＳ信号の受信毎に、その時の０．１秒間の移動距離を算出し、０．１秒単位の移動距離を積算する。こうして１秒毎の移動距離の積算値と０．１秒単位の移動距離の積算値の合計がデータ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたとき、測定対象のキロポストを通過したと判定することができる。そのときの位置情報（緯度及び経度）を計算より求める。

こうして得られた位置情報を測定対象のキロポストの位置とする。こうしてキロポストの正確な位置情報を得ることができる。キロポストデータの取得中は、現在のキロポストをキロポスト表示器に表示する。

以下に、図１を参照して詳細に説明する。本例では、キロポスト１．０ＫＰをデータの取得開始位置とする。上述のように、ＧＰＳ受信機からの信号より、１秒毎に現在位置（緯度及び経度）を入手することができる。データの取得開始時点ｔ０＝０秒における緯度及び経度を（ｘ０，ｙ０）とし、時点ｔ１＝１秒における緯度及び経度を（ｘ１，ｙ１）とする。時点ｔ０＝０秒から時点ｔ１＝１秒までの緯度の差分δｘ１及び経度の差分δｙ１を求める。
δｘ１＝ｘ１−ｘ０
δｙ１＝ｙ１−ｙ０ 式１

次に、緯度及び経度の差分δｘ１、δｙ１を距離に変換する。緯度の差分δｘ１に対応する東西方向の距離をδＸ１、経度の差分δｙ１に対応する南北方向の距離をδＹ１、とする。時点ｔ０＝０秒から時点ｔ１＝１秒までの移動距離をＬ１とすると、Ｌ１は次の式によって求められる。
Ｌ１＝√{（δＸ１）^２＋（δＹ１）^２} 式２

こうして１秒毎の移動距離Ｌｉの計算値が求められる。次に、この移動距離Ｌｉの積算値Ｓｉを求める。例えば、時点ｔ０＝０秒から時点ｔ３＝３秒までの移動距離の積算値Ｓ３は次の式によって求められる。
Ｓ３＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３ 式３

移動距離の積算値の初期値Ｓ０はキロポスト１．０ＫＰにおける値でありＳ０＝１．０ｋｍとする。尚、Ｓ０＝１．０ｋｍは計算値ではなく実測値であってよい。これ以外の移動距離の積算値は計算値である。次に、こうして計算によって得られた移動距離の積算値Ｓｉが次のキロポスト１．１ＫＰまでの距離を超えたか否かを判定する。キロポストは０．１ｋｍ毎に設けられている。したがって、移動距離の積算値が１．１ｋｍを超えたか否かを判定する。図１の例では、最初の１秒間の移動距離Ｌ１はＬ１＝０．０３ｋｍであり、次の１秒間の移動距離Ｌ２はＬ２＝０．０３ｋｍであり、更に次の１秒間の移動距離Ｌ３はＬ３＝０．０３ｋｍであり、更にその次の１秒間の移動距離Ｌ４はＬ４＝０．０３ｋｍである。時点ｔ３＝３秒までの移動距離の積算値Ｓ３は、Ｓ３＝１．０９ｋｍとなり、１．１ｋｍより小さいが、時点ｔ４＝４秒までの移動距離の積算値Ｓ４は、Ｓ４＝１．１２ｋｍとなり、１．１ｋｍより大きい。従って、時点ｔ３＝３秒から時点ｔ４＝４秒までの間に、キロポスト１．１ＫＰを通過したと判定する。即ち、時点ｔ３＝３秒における緯度及び経度又は時点ｔ４＝４秒における緯度及び経度は、キロポスト１．１ＫＰの緯度及び経度の近似値である。

ＧＰＳ信号の受信毎に、０．１秒間の移動距離の推定値ΔＬを求める。ＧＰＳ受信信号より得られるのは、１秒毎の現在位置（緯度及び経度）である。従って、ＧＰＳ受信信号より、１秒間の移動距離は得られるが、０．１秒間の移動距離は得られない。そこで、この値ΔＬを、その直前の１秒間の移動距離を１０で除算することにより求める。図１の例では、時点ｔ２＝２秒から時点ｔ３＝３秒までの１秒間の移動距離Ｌ３を１０で割ることによりΔＬが求められる。
ΔＬ＝Ｌ３／１０＝０．０３／１０＝０．００３ 式４

図２を参照して説明する。次に、ΔＬを順に積算する。ΔＬの積算値をＬｓとすると、Ｌｓは次の式によって表わされる。
Ｌｓ＝ΔＬ×ｎ 式５

ｎは積算数である。時点ｔｓ３＝３秒における移動距離の積算値Ｓ３に、積算値Ｌｓを加算し、その合計値をＳｕｍ３とする。合計積算値Ｓｕｍ３は次の式によって表わされる。
Ｓｕｍ３＝Ｓ３＋Ｌｓ＝Ｓ３＋ΔＬ×ｎ 式６

０．１秒毎に積算数ｎを増加させ、Ｓｕｍ３が最初に１．１ｋｍを超えたときのＳｕｍ３の値をキロポスト１．１ＫＰの位置として割り当てる。図２の例では、ｎ＝４のとき、Ｓｕｍ３が最初に１．１ｋｍを超える。
Ｓｕｍ３＝Ｓ３＋Ｌｓ＝Ｓ３＋ΔＬ×４
＝１．０９＋０．００３×４＝１．１０２ 式７

本例では、キロポスト１．１ＫＰの位置として、時点ｔｓ３における位置から距離Ｌｓ＝０．０１２ｋｍだけ移動した位置が割り当てられる。図２にて、キロポスト１．１ＫＰとして割り当てられた位置を１．１ＫＰｓと表示する。キロポスト１．１ＫＰの実際の位置と割り当てられた位置１．１ＫＰｓの間の差、即ち、誤差はΔＬより大きくなることはない。したがって、ΔＬの値を小さくすることによって、誤差を小さくすることができる。

図３を参照して、この位置１．１ＫＰｓの位置座標（緯度及び経度）を求める。時点ｔｓ３＝３秒における緯度及び経度を（ｘ３，ｙ３）とし、時点ｔｓ４＝４秒における緯度及び経度を（ｘ４，ｙ４）とする。位置１．１ＫＰｓの緯度及び経度を（ｘｓ，ｙｓ）とすると、次のように表わされる。
ｘｓ＝ｘ３＋δｘｓ
ｙｓ＝ｙ３＋δｙｓ 式８

δｘｓ、δｙｓは、時点ｔｓ３＝３秒における緯度及び経度（ｘ３，ｙ３）と位置１．１ＫＰｓの緯度及び経度（ｘｓ，ｙｓ）の差分であり、次の式によって求められる。
δｘ＝（ｘ４−ｘ３）（Ｌｓ／Ｌ４）
δｙ＝（ｙ４−ｙ３）（Ｌｓ／Ｌ４） 式９

Ｌｓは時点ｔ３＝３秒における位置から位置１．１ＫＰｓまでの移動距離であり、式５により得られる。

Ｌ４は時点ｔ３＝３秒から時点ｔ４＝４秒までの移動距離であり、式１及び式２を用いて時点ｔ０＝０秒から時点ｔ１＝１秒までの移動距離を計算した方法と同様の方法で求められる。

こうして本例によると、キロポスト１．１ＫＰの緯度及び経度として位置情報（ｘｓ，ｙｓ）を割り当てる。以上の操作及び処理を、全てのキロポスト１．２ＫＰ、１．３ＫＰ、１．４ＫＰ…について求めればよい。

ここでは高速道路の上り車線にてキロポストデータを取得する方法を説明した。高速道路の下り車線にてキロポストデータを取得する場合も、同様に行われる。但し、データ取得開始点のキロポストを例えば１００ＫＰとする。１秒毎の移動距離を計算し、それをデータ取得開始点のキロポスト１００ＫＰより減算すればよい。

次に、誤差の修正について説明する。先ず、１秒毎の移動距離Ｌｉとその積算値Ｓｉの誤差について説明する。基本的には、１秒毎の移動距離Ｌｉの計算値に含まれる誤差は僅かであり無視できる。しかしながら、その積算値Ｓｉは、移動距離Ｌｉの僅かな誤差が累積するため、長時間経過すると誤差を含む可能性がある。上述のようにキロポストデータの取得中は、キロポスト表示器には直前に通過したキロポストが表示される。目視によりキロポスト表示器に表示されたキロポストと直前に通過したキロポストが一致していることを確認する。もし、両者が一致していない場合には、キロポスト表示器に表示されたキロポストを修正し、両者を一致させる。こうして、１秒毎の移動距離Ｌｉの積算値Ｓｉの誤差は修正される。

次に、０．１秒毎の移動距離ΔＬとその積算値Ｌｓの誤差について説明する。図２の例では、時点ｔ３＝３秒までの移動距離の積算値Ｓ３は、Ｓ３＝１．０９ｋｍとなり、１．１ｋｍより小さいが、時点ｔ４＝４秒までの移動距離の積算値Ｓ４は、Ｓ４＝１．１２ｋｍとなり、１．１ｋｍより大きい。従って、時点ｔ３＝３秒から時点ｔ４＝４秒までの間に、キロポスト１．１ＫＰを通過したと判定した。ここでは、１秒毎の移動距離Ｌｉとその積算値Ｓｉは誤差を含まないと仮定する。従って、実際に、時点ｔ３＝３秒から時点ｔ４＝４秒までの間に、キロポスト１．１ＫＰを通過したものとする。

０．１秒間の移動距離の推定値ΔＬは、時点ｔ２＝２秒から時点ｔ３＝３秒までの１秒間の移動距離Ｌ３を１０で割ることにより求めた。この値ΔＬが誤差を含むと、時点ｔｓ３＝３秒における移動距離の積算値Ｓ３と０．１秒間の移動距離の推定値ΔＬの積算値Ｌｓの合計値Ｓｕｍ３に誤差が含まれる。例えば、推定値ΔＬを累積しても合計積算値Ｓｕｍ３は、キロポスト１．１ＫＰを超えない場合が生ずる。このような場合には、この値ΔＬを再計算する。上述の例では、時点ｔ２＝２秒から時点ｔ３＝３秒までの１秒間の移動距離Ｌ３を１０で割ることによりΔＬが求めたが、ここでは、時点ｔ３＝３秒から時点ｔ４＝４秒までの１秒間の移動距離Ｌ４を１０で割ることによりΔＬを求める。こうして再計算した０．１秒間の移動距離をΔＬｃとする。この新たなΔＬｃを用いて、積算を行えばよい。

時点ｔｓ３＝３秒における移動距離の積算値Ｓ３に、ΔＬｃを順に積算する。この積算値をＳｕｍ３ｃとすると、積算値Ｓｕｍ３ｃは次の式によって表わされる。
Ｓｕｍ３ｃ＝Ｓ３＋Ｌｓ＝Ｓ３＋ΔＬｃ×ｎ 式１０

ｎを増加させ、Ｓｕｍ３ｃが最初に１．１ｋｍを超えたときのＳｕｍ３ｃの値をキロポスト１．１ＫＰの位置として割り当てる。

以上説明したように本例では、誤差修正を行うから、正確なキロポスト位置のデータを得ることができる。

図４を参照して本発明によるキロポストデータ取得装置の例を説明する。本例のキロポストデータ取得装置１０は、ＧＰＳ信号受信処理部１１、演算部１２、判定部１３、保存処理部１４、及び、キロポスト表示更新部１５を有する。ＧＰＳ信号受信処理部１１は、１秒毎にＧＰＳ受信機１からＧＰＳ受信信号を受信し、それをメモリに保存する。演算部１２は、１秒毎の移動距離、その積算値Ｓｉ、０．１秒単位の移動距離ΔＬ、その積算値Ｌｓ、２つの積算値Ｓｉ、Ｌｓの合計値ＳＵＭｉ、測定対象のキロポストの緯度及び経度等を演算する。判定部１３は、ＧＰＳ信号を受信したか否か、０．１秒が経過したか否か、２つの積算値Ｓｉ、Ｌｓの合計値ＳＵＭｉがデータ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたか否か、を判定する。保存処理部１４は、測定対象のキロポストとその位置情報（緯度及び経度）をキロポストデータベース３に格納する。キロポスト表示更新部１５は、キロポスト表示器に表示されたキロポストを更新する。

入力装置２からは、ユーザが指定したデータ取得開始点のキロポスト、キロポストの補正値等を入力する。

図５を参照して本発明によるキロポストデータ取得装置における処理を説明する。ステップＳ１０１にて、ＧＰＳ信号受信処理部１１は、１秒毎にＧＰＳ信号を受信する。ステップＳ１０２にて、演算部１２は、１秒毎の移動距離を計算し、その積算値Ｓｉを計算する。ステップＳ１０３にて、演算部１２は、０．１秒毎の移動距離ΔＬを計算し、その積算値Ｌｓを計算する。ステップＳ１０４にて、演算部１２は、１秒毎の移動距離の積算値Ｓｉと０．１秒毎の移動距離の積算値Ｌｓの合計ＳＵＭｉを計算する。

ステップＳ１０５にて、積算値の合計ＳＵＭｉがデータ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えるまで、０．１秒毎の移動距離の積算値Ｌｓを増加させる。ステップＳ１０６にて、積算値の合計ＳＵＭｉがデータ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたとき、積算値の合計ＳＵＭｉに対応する位置の緯度及び経度を計算する。ステップＳ１０７にて、測定対象のキロポストとその緯度及び経度をデータベース３に保存する。ステップＳ１０８にて、キロポスト表示器４に表示されたキロポストを更新する。こうして各キロポストの緯度及び経度を計測する工程を繰り返すことにより全てのキロポストの緯度及び経度を計測することができる。

以上、本発明の例を説明したが本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者に容易に理解されよう。

本発明によるキロポストデータ取得方法において、１秒毎に移動距離を求め、それを積算する方法を説明するための説明図である。 本発明によるキロポストデータ取得方法において、０．１秒毎に移動距離を求め、それを積算する方法を説明するための説明図である。 本発明によるキロポストデータ取得方法において、キロポストの位置を求める方法を説明するための説明図である。 本発明によるキロポストデータ取得装置の例を示す図である。 本発明によるキロポストデータ取得装置の処理の流れを示す図である。

符号の説明

１０…キロポストデータ取得装置、１１…ＧＰＳ信号受信処理部、１２…演算部、１３…判定部、１４…保存処理部、１５…キロポスト表示器

Claims (9)

1. 車両にて高速道路を走行中に１秒毎にＧＰＳ信号を受信することと、該ＧＰＳ信号から得た緯度及び経度より１秒毎の移動距離を計算することと、該１秒毎の移動距離の積算値Ｓｉを計算することと、ＧＰＳ信号の受信毎に０．１秒毎の移動距離ΔＬを計算することと、該０．１秒毎の移動距離ΔＬの積算値Ｌｓを計算することと、上記１秒毎の移動距離の積算値Ｓｉと上記０．１秒毎の移動距離の積算値Ｌｓの合計値ＳＵＭｉを計算することと、上記合計値ＳＵＭｉが、データ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたとき、上記合計値ＳＵＭｉに対応する緯度及び経度を計算することと、該計算した緯度及び経度を上記測定対象のキロポストの位置情報として保存することと、を含むキロポストデータの取得方法。
2. 請求項１記載のキロポストデータの取得方法において、上記０．１秒毎の移動距離ΔＬは、ＧＰＳ信号の受信毎に直前の１秒間の移動距離を１０で除算することにより求めることを特徴とするキロポストデータの取得方法。
3. 請求項１記載のキロポストデータの取得方法において、上記０．１秒毎の移動距離ΔＬは、ＧＰＳ信号の受信毎に直後の１秒間の移動距離を１０で除算することにより求めることを特徴とするキロポストデータの取得方法。
4. 請求項１記載のキロポストデータの取得方法において、通過直後のキロポストをキロポスト表示器に表示することと、を含むことを特徴とするキロポストデータの取得方法。
5. 請求項４記載のキロポストデータの取得方法において、上記キロポスト表示器に表示されたキロポストは入力装置からの入力により修正可能であることを特徴とするキロポストデータの取得方法。
6. 請求項４記載のキロポストデータの取得方法において、上記２つの積算値の合計値ＳＵＭｉが、データ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたとき、上記キロポスト表示器に表示するキロポストを更新することを特徴とするキロポストデータの取得方法。
7. 請求項１から５のいずれか１項に記載のキロポストデータの取得方法をコンピュータに実行させるためにコンピュータによって読み取り可能なプログラム。
8. １秒毎にＧＰＳ受信信号を受信するＧＰＳ信号受信処理部と、１秒毎の移動距離及びその積算値Ｓｉ、０．１秒単位の移動距離ΔＬ及びその積算値Ｌｓ、上記２つの積算値Ｓｉ、Ｌｓの合計値ＳＵＭｉ、測定対象のキロポストの緯度及び経度を演算する演算部と、２つの積算値Ｓｉ、Ｌｓの合計値ＳＵＭｉがデータ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたか否かを判定する判定部と、測定対象のキロポストとその緯度及び経度を格納するキロポストデータベースと、通過直後のキロポストを表示するキロポスト表示器と、を有するキロポストデータ取得装置。
9. 請求項８記載のキロポストデータ取得装置において、上記演算部において、上記０．１秒毎の移動距離ΔＬは、ＧＰＳ信号の受信毎に直前の１秒間の移動距離を１０で除算することにより求めることを特徴とするキロポストデータ取得装置。

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