JP2008058096A - Travel position detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動体の接地位置を高精度に検知するための走行位置検知装置に関する。 The present invention relates to a traveling position detection device for detecting a ground contact position of a moving body with high accuracy.
近年、車やオートバイ・人間などの移動体の走行位置を監視するための移動体監視システムが構築されている。 In recent years, a moving body monitoring system for monitoring a traveling position of a moving body such as a car, a motorcycle, or a human has been constructed.
具体的には、GPS衛星の電波を受信する走行位置検知装置が移動体に搭載され、GPS衛星から受信した電波に基づいて、装置本体の「位置データ」が求められる。この位置データが、通信手段を介して無線基地局に送信されることにより移動体監視システムが構築される。 Specifically, a traveling position detection device that receives radio waves from a GPS satellite is mounted on a moving body, and “position data” of the device body is obtained based on the radio waves received from the GPS satellite. This position data is transmitted to the radio base station via the communication means, thereby constructing a mobile monitoring system.
ところで、GPS衛星の電波を利用したGPS測位は、移動体の位置測定を高精度に行なうことができるという利点を有しているものの、1秒間に数回しか測位が行なえないという問題がある。そのため、移動体が高速度で移動するにつれて、測位した位置の間隔が離れることになる。結果として、移動体の軌跡を高精度に捉えることが難しくなる。 By the way, although the GPS positioning using the radio wave of the GPS satellite has an advantage that the position of the moving body can be measured with high accuracy, there is a problem that the positioning can be performed only several times per second. For this reason, as the moving body moves at a high speed, the distance between the measured positions is increased. As a result, it becomes difficult to capture the trajectory of the moving object with high accuracy.
また、GPS衛星からの電波が届かない場所では移動体の位置測定が行なえないという問題もある。 There is also a problem that the position of the moving body cannot be measured in a place where radio waves from GPS satellites do not reach.
これらの問題に対し、GPS測位により求めた位置の間の移動体の軌跡を自律測位により求め、位置データを補間する方法がある(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、上述した方法では、加速度計と角速度計とにより自律測位を行なっている。そのため、傾斜のある場所を移動体が走行する場合や移動体が傾いて走行する場合には、加速度センサの計測軸が傾いてしまい、正確な移動量を算出することができない。 However, in the method described above, autonomous positioning is performed using an accelerometer and an angular velocity meter. For this reason, when the moving body travels in an inclined place, or when the moving body travels at an incline, the measurement axis of the acceleration sensor is inclined, and an accurate amount of movement cannot be calculated.
また、移動体がオートバイ等である場合、道路を曲がる際に車体が傾くため、車体は道路からはみ出していても、車輪は接地している場合がある。そのため、オートバイが路面を走行しているか否かを確認するためには、走行位置検知装置の位置データよりもオートバイの車輪の接地位置データを計測できた方が好ましい場合がある。 In addition, when the moving body is a motorcycle or the like, the vehicle body tilts when turning on the road, so that the wheel may be grounded even if the vehicle body protrudes from the road. Therefore, in order to confirm whether or not the motorcycle is traveling on the road surface, it may be preferable to be able to measure the ground contact position data of the motorcycle wheel rather than the position data of the traveling position detection device.
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、移動体の接地位置を高精度に検知するための走行位置検知装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the driving | running | working position detection apparatus for detecting the contact position of a mobile body with high precision.
本発明は上記課題を解決するために、移動体に搭載され、該移動体の走行位置を検知するための走行位置検知装置であって、GPS衛星からのGPS衛星データを受信するGPS電波受信アンテナと、GPS電波受信アンテナにより受信したGPS衛星データに基づいて装置本体の位置を示すGPS位置データを一定時間毎に算出するGPS位置測位手段と、GPS位置測位手段により前回のGPS位置データが算出されてから新たなGPS位置データが算出されるまでの間、前回のGPS位置データからの移動距離を求めて装置本体の位置を示す自律位置データを一定時間毎に算出する自律位置測位手段と、装置本体の路面に対する傾斜データを検出するための傾斜センサと、前回のGPS位置データおよび自律位置データに対して傾斜データにより路面の傾きを補正して、移動体の接地位置データを算出する接地位置算出手段と、接地位置データを記憶するための記憶手段とを備えた走行位置検知装置を提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a traveling position detection device that is mounted on a moving body and detects the traveling position of the moving body, and is a GPS radio wave receiving antenna that receives GPS satellite data from a GPS satellite. GPS position positioning means for calculating GPS position data indicating the position of the apparatus main body at regular intervals based on GPS satellite data received by the GPS radio wave receiving antenna, and the previous GPS position data is calculated by the GPS position positioning means. Until the new GPS position data is calculated until the new GPS position data is calculated, the autonomous position positioning means for calculating the autonomous position data indicating the position of the apparatus main body at regular intervals by obtaining the moving distance from the previous GPS position data, and the device A tilt sensor for detecting tilt data with respect to the road surface of the main body and a tilt sensor for the previous GPS position data and autonomous position data. Correcting the inclination of the road surface by motor, providing the ground position calculating means for calculating a ground position data of the moving body, the traveling position detecting device that includes a storage means for storing the ground position data.
本発明によれば、移動体の接地位置を高精度に検知するための走行位置検知装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the driving | running | working position detection apparatus for detecting the contact position of a mobile body with high precision can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
(1−1.構成)
図1は本発明の第1の実施形態に係る走行位置検知装置10の構成を示す模式図である。なお本実施形態においては、移動体5としてオートバイを例にとって説明する。また複数のGPS衛星7A〜7Dが地球に向けてGPS衛星データを発信しているので、走行位置検知装置10はGPS(Global Positioning System;全地球的測位システム)を利用可能となっている。なお衛星の個数は単なる例示であり4個に限られるものではない。
<First Embodiment>
(1-1. Configuration)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a traveling
走行位置検知装置10は、移動体5に搭載され、その移動体5の走行位置を検知するためのものである。ここでは、走行位置検知装置10は、GPS電波受信アンテナ11とGPS位置測位処理部12・3次元加速度センサ13・磁気センサ14・傾斜センサ15・加速度修正部16・自律位置測位処理部17・接地位置算出部18・データベース19とを備えている。
The traveling
GPS電波受信アンテナ11は、GPS衛星7A〜7Dが発信するGPS衛星データを受信するためのアンテナである。なお「GPS衛星データ」には時間・速度・高さ・方位角・緯度経度などを示す情報が含まれる。受信したGPS衛星データは、GPS位置測位処理部12に送出される。
The GPS radio
GPS位置測位処理部12は、GPS電波受信アンテナ11が受信したGPS衛星データに基づいて、走行位置検知装置10の位置を示す「GPS位置データ」を一定時間毎に算出するものである。具体的には、GPS衛星データに含まれる緯度経度のデータを、X軸とY軸とからなる2次元座標の位置データに変換することによりGPS位置データを算出する。またGPS位置測位処理部12は、求めたGPS位置データを自律位置測位処理部17および接地位置算出部18に送出する。
The GPS position
3次元加速度センサ13は、装置本体の3次元的な加速度を示す「加速度データ」を検出するものである。また検出した加速度データを加速度修正部16に送出する。
The three-
磁気センサ14は、装置本体の進行方向を示す「方位角データ」を検出するためのものである。また検出した方位角データを自律位置測位処理部17に送出する。
The
傾斜センサ15は、装置本体の路面Rに対する傾きを示す「傾斜データ」を検出するためのものである。例えば、ロータリーエンコーダーを用いることができる。また、ロータリーエンコーダーに限らず、回転角度を計測できるセンサであれば他のセンサを用いてもよい。また傾斜センサ15は、検出した傾斜データを加速度修正部16と接地位置算出部18とに送出する。
The
加速度修正部16は、傾斜センサ15により検出された傾斜データに基づいて3次元加速度データを修正し、「修正加速度データ」を算出するものである。
The
例えば、図2に示すように、バンクなど傾斜を持った道路を移動体5が走行する場合、3次元加速度センサ13の計測軸は、その移動体5の傾きにあわせて傾くことになる。ところが、計測しているのは、装置本体に設置した3次元加速度センサ13を基準にしたX軸・Y軸・Z軸方向への加速度である。それゆえ、この値を用いて位置計測を行なうと、GPS測位で使用される緯度経度の表示方式における位置とズレが生じることになる(図3参照)。そこで、加速度修正部16により、このズレを修正した修正加速度データを算出する。詳しくは、加速度修正部16により、傾斜センサ15から得られた移動体5の傾斜データに基づいて、加速度センサ13により検出された加速度データをGPS測位の表示形式の座標に変換する。これは、図4に示すように、3次元加速度センサ13の計測軸を仮想的に修正することを意味する。すなわち、傾斜センサ15が角度θの傾きを検知した場合、角度θだけ修正した計測軸が設定されることなる。
For example, as shown in FIG. 2, when the
このような修正加速度データを求めることにより、傾斜を持った道路を走行する場合や、カーブを傾いて走行する場合でも測位誤差を抑えることができる。また、アップダウンのある道路を走行する場合はX軸方向の修正をすることにより、測位誤差を抑えることができる。またZ方向の修正も同様に可能である。なお、ここでは一例として傾斜センサ15の傾斜データを用いて加速度データを修正しているが、その他のセンサから得られた移動体5の傾斜データを用いて加速度データの修正を行ってもよい。
By obtaining such corrected acceleration data, positioning errors can be suppressed even when traveling on an inclined road or when traveling on a curve. Further, when traveling on a road with ups and downs, positioning errors can be suppressed by correcting the X-axis direction. Similarly, correction in the Z direction is also possible. Here, as an example, the acceleration data is corrected using the inclination data of the
自律位置測位処理部17は、GPS位置測位処理部12から受け取ったGPS位置データと、磁気センサ14から受け取った方位角データと、加速度修正部16から受け取った修正加速度データとに基づいて「自律位置データ」を算出するものであり、算出した自律位置データを接地位置算出部18に送出する。
The autonomous position measurement processing unit 17 is configured to perform “autonomous position determination” based on the GPS position data received from the GPS position
具体的には、GPS位置測位処理部12により“前回のGPS位置データ”が算出されてから“新たなGPS位置データ”が算出されるまでの間、前回の位置データからの移動距離を修正加速度データにより求めて、方位角データの示す方向に沿って前回の位置データ(GPS位置データまたは後述する自律位置データ)にその移動距離を加えることにより装置本体の新たな位置を示す「自律位置データ」を一定時間毎に算出する。これにより、GPS位置データ(図5(A)のマル印)の軌跡に、自律位置データ(図5(B)のバツ印)の軌跡を補足することができ、高精度に移動体5の位置を求めることができる。
Specifically, the movement distance from the previous position data is corrected until the “new GPS position data” is calculated after the “previous GPS position data” is calculated by the GPS position
接地位置算出部18は、GPS位置データおよび自律位置データに対して傾斜データにより路面Rの傾きを補正して、移動体5の接地位置を示す「接地位置データ」を算出するものである。また算出した接地位置データをデータベース19に送出する。
The contact
接地位置データを算出するのは、オートバイ等の移動体5が傾斜のある場所を走行する場合やオートバイが車体を傾けてカーブを曲がる場合に、GPSで計測したGPS位置データと実際の走行位置との間に誤差が生じるからである。補足すると、GPS測位では、装置本体の鉛直下向きの位置の緯度経度のデータを計測する。しかし、移動体5が傾斜のある場所を走行する場合やカーブを走行する場合には、図6に示すように、GPS測位による計測位置(移動体5における装置本体の設置位置)と移動体5(オートバイのタイヤ)が実際に接地している位置とにズレが生じる(図6において距離Tのズレが生じる)。そこで、傾斜センサ15からの傾斜データと移動体5における装置本体の設置位置を示すデータとから移動体5(オートバイのタイヤ)の接地位置を求め、その接地位置を移動体5の位置とみなすことにより、傾斜のある場所等であっても移動体5の位置を正確に検知できるようにしている。
The ground contact position data is calculated when the moving
データベース19は、接地位置算出部18から送出された「接地位置データ」を算出時刻と関連付けて記憶するものである。
The
(1−2.動作)
次に本実施形態に係る走行位置検知装置10の動作を図7のフローチャートを用いて説明する。
(1-2. Operation)
Next, operation | movement of the driving | running | working
始めに、走行位置検知装置10の電源が入れられると(本体電源ON)、GPS電波受信アンテナ11がGPS衛星データの受信を開始する(ステップS1,S2)。
First, when the traveling
GPS電波受信アンテナ11がGPS衛星データを受信すると、3次元加速度センサ13・磁気センサ14・傾斜センサ15のそれぞれがデータ計測を開始する(ステップS2−Yes,S3)。
When the GPS radio
ここで、位置データの算出は、予め設定された算出周期毎に算出される。それゆえ、位置データを算出している時間を算出周期で割ると算出回数iとなり、算出回数iから位置データに対応する時刻を求めることができる。なお初期の算出回数iは便宜上1と設定しておく(ステップS4)。 Here, the position data is calculated for each preset calculation cycle. Therefore, when the time during which the position data is calculated is divided by the calculation cycle, the number of calculations is i, and the time corresponding to the position data can be obtained from the number of calculations i. The initial calculation number i is set to 1 for convenience (step S4).
次に、ステップS5において、GPS電波受信アンテナ11が“最新のGPS衛星データ”を受信した場合、装置本体の位置を示す位置データとしてGPS位置データが算出される(ステップS5−Yes)。具体的には、GPS位置測位処理部12によりGPS衛星データのうち緯度経度データが抽出される(ステップS6)。そして、緯度経度データは、X軸とY軸とからなる2次元座標の座標データに変換される(ステップS7)。これによりGPS位置データが求められる。
Next, when the GPS radio
一方、ステップS5において、最新のGPS衛生データを受信しなかった場合、装置本体の位置データとして自律位置データが算出される(ステップS5−No)。具体的には、まず、3次元加速度センサ13により加速度データが検出される(ステップS8)。検出された加速度データは、加速度修正部16により修正加速度データに修正される。そして、修正加速度データに基づいて移動体5の移動距離が算出される(ステップS9)。また、磁気センサ14により方位角データが検出されて、移動体5の移動方向が求められる(ステップS10)。次に、前回の位置データを基点として、移動体5の移動方向に向かって移動距離だけ離した位置を自律位置データとして求める(ステップS11)。
On the other hand, when the latest GPS sanitary data is not received in step S5, autonomous position data is calculated as the position data of the apparatus body (step S5-No). Specifically, first, acceleration data is detected by the three-dimensional acceleration sensor 13 (step S8). The detected acceleration data is corrected to corrected acceleration data by the
続いて、GPS位置データあるいは自律位置データに対して傾斜データによる路面Rの傾きを補正して、移動体5の接地位置データが接地位置算出部18により算出される(ステップS12)。
Subsequently, the inclination of the road surface R based on the inclination data is corrected with respect to the GPS position data or the autonomous position data, and the contact
次に、算出された接地位置データが、現在の位置データとしてデータベース19に記憶される(ステップS13,S14)。
Next, the calculated ground position data is stored in the
そして、装置本体の電源が切られるまで(本体電源OFF)、上述したようなステップS5〜ステップS14までの処理が繰り返される(ステップS15−No)。この際、算出回数iは1ずつインクリメントされることになる(ステップS16)。 Then, the processing from step S5 to step S14 as described above is repeated until the power of the apparatus main body is turned off (main body power supply OFF) (step S15-No). At this time, the calculation count i is incremented by 1 (step S16).
(1−3.効果)
以上説明したように、本実施形態に係る走行位置検知装置10は、GPS電波受信アンテナ11により受信したGPSデータに基づいて装置本体の位置を示す「GPS位置データ」を一定時間毎に算出するGPS位置測位処理部12と、装置本体の路面に対する傾斜データを検出するための傾斜センサ15と、“前回のGPS位置データ”が算出されてから“新たなGPS位置データ”が算出されるまでの間、前回の位置データからの移動距離を求めて装置本体の位置を示す「自律位置データ」を一定時間毎に算出する自律位置測位処理部17と、位置データに対して路面の傾きを補正して、移動体5の接地位置データを算出する接地位置算出部18とを備えた構成により、路面の傾斜によらず高精度に移動体5の接地位置を検知することができる。
(1-3. Effect)
As described above, the traveling
すなわち、走行位置検知装置10は、メインの測位をGPS測位で行ない、GPS衛星が捕捉できない環境下で測位する場合やGPS測位を補間する場合に、加速度データ・方位角データ・傾斜データに基づき、移動距離・移動方向・傾斜角を求め、これらの情報をもとにして自律測位を行なう。
That is, the traveling
なお、3次元加速度センサ13・磁気センサ14・傾斜センサ15において、計測データが得られなかったり、不適切なデータが計測されたりすると、自律位置データには誤差が含まれる場合がある。このような場合でも、走行位置検知装置10においては、GPS位置データが算出される度に自律測位データの基点が書き換えられるので、自律測位で誤差が発生したとしてもGPS測位が行なわれる度に、その誤差がクリアされることになる。また、道路上または路側に位置データを発する位置データ通知装置を設置し、その位置データ通知装置から受信した位置データに基づいて自律位置データの誤差をクリアすることもできる。
Note that if the three-
なお、オートバイは直線では車体が路面に対して垂直な姿勢で走行するが、カーブを曲がる際には車体を大きく傾けて曲がる。そのため、3次元加速度センサ13を用いて加速度データを計測すると、計測軸が傾いたままで計測することとなり、緯度経度データを求める際に誤差が生じる。また、傾斜のある場所を走行する場合にも同じく誤差が生じる。これに対し、本実施形態に係る走行位置検知装置10は、加速度修正部16を備えているので、走行するエリア・車種に関わらず正確な位置測位を行なうことができる。
In addition, although a motorcycle runs with a posture perpendicular to the road surface on a straight line, when turning a curve, the motorcycle is bent with a large tilt. Therefore, if acceleration data is measured using the three-
(変形例)
なお、GPS電波受信アンテナ11として、路面に対して異なる傾斜角を有する平面形状の複数のアンテナを組み合わせたものを用いてもよい。
(Modification)
Note that the GPS radio
例えば、一般的なGPS電波受信アンテナ11は図8(A)に示すように平面形状である。それゆえ、傾斜のある場所を移動体5が走行する場合や車体を傾けてコーナーを通過する場合には、GPS電波受信アンテナ11も同じように傾斜角の方向に傾くことになる。そうすると、図8(B)に示すように仰角が高くなってしまい、それまで捕捉していたGPS衛星(図8において7C)のGPS衛星データをロストする事態が起こりうる。これにより、測位精度が低下もしくは不能になる。
For example, a general GPS radio
このような事態に対し、図9に示すように、GPS電波受信アンテナ11として、路面に対して異なる傾斜角を有する平面形状のアンテナを複数個組み合わせれば、移動体5が傾いても、いずれかのアンテナが天頂方向を向くことになる。それゆえ捕捉しているGPS衛星(図9(B)において7C)をロストすることがなくなる。なお、仰角の低いGPS衛星からの電波を用いると測位精度が低下してしまうことが考えられるため、傾斜センサ14からの傾斜データに基づき使用するアンテナを選択する。なお、図9に示すアンテナの個数・配置は一例であり、位置計測を行なう対象や周囲環境などに合わせて、アンテナの個数・配置を組み合わせても良いことは言うまでもない。
In response to such a situation, as shown in FIG. 9, if a plurality of planar antennas having different inclination angles with respect to the road surface are combined as the GPS radio
また図10に示すように、GPS電波受信アンテナ11の形状をアーチ状にしてもよい。これにより、GPS衛星からの電波を受信しやすくなり同様の効果を得ることができる。すなわち、GPS電波受信アンテナ11が傾いた場合でも天頂方向のGPS衛星をロストしないようにすることができる(図10(B)参照)。なお、アンテナの形状はドーム状(半球状)であっても良い。さらに、アンテナの形状は、アンテナが傾いた際にGPS衛星をロストしないものであれば、ドーム状やアーチ状以外の形状であっても良い。
Further, as shown in FIG. 10, the GPS radio
また、傾斜センサ15として、光を用いて移動体5と路面との傾斜データを検出する光学式計測装置20を用いてもよい。具体的には、図11に示すような可視領域あるいは赤外領域のレーザーを照射する複数の照射部21A〜21Kを備えた光学式計測装置20を移動体5に設置し、路面からの反射光を検出するまでの反射時間が最も短い照射部(図11(B)において21I)を検知する。ここで、照射部21A〜21Kは予め設定された角度毎に路面に対して光を照射するので、反射時間が最も短い照射部に対応する角度を求めることにより、移動体5の傾斜データを算出する。また、イメージセンサなどを用いて全ての照射部21A〜21Kの移動距離を演算する。これにより、傾きと移動距離とを計測することができる。なお、細かく計測を行なう場合は照射部21の数を増やし、右か左かといった大まかな計測する場合は照射部21の数を減らすなどして調整を行なう。また、赤外線や可視光線以外の電磁波であっても、反射時間が計測でき、かつ周囲との干渉が起きないものであれば傾斜センサとして用いることができる。
Further, as the
また、移動体5が車やオートバイ等の車両である場合、図12に概念を示すように、走行位置検知装置10の筐体30の中に、移動体5の進行方向に直交して設けられた支持体31と、支持体31を貫通するように移動体5の進行方向に沿って設けられた回転軸32とを備え、支持体31の上端31UにGPS電波受信アンテナ11を設け、支持体31の下端31LにGPS電波受信アンテナ11より重い重量物33を設けた構造とすることにより、GPS電波受信アンテナ11等を常に天頂方向に向けることができる。すなわち、移動体5が傾いてもバッテリーなどの重量物33が重力を受けて下方で安定するため、図13に概念を示すように、移動体5が傾いてもGPS電波受信アンテナ11は常に天頂方向を向くようになる。
Further, when the moving
例えばオートバイの走行位置をGPS測位する場合には、車体が左右に傾くと捕捉しているGPS衛星の配置が変わってしまい、測位精度が低下することがある。これに対し、図12に示す構成であれば、防振用バネ34を用いて回転軸を筐体30に固定することにより、車体が傾いた場合にも重量物33が重力方向を保ち続け、GPS電波受信アンテナ11を天頂方向に向くようにすることができる。この結果、GPS測位の精度の低下を回避することができる。
For example, when GPS positioning is performed on the traveling position of a motorcycle, if the vehicle body is tilted to the left or right, the arrangement of captured GPS satellites may change, and positioning accuracy may be reduced. On the other hand, in the configuration shown in FIG. 12, by fixing the rotating shaft to the
また、ここでは例としてGPS電波受信アンテナ11を天頂方向に向ける構成を説明しているが、加速度センサ13や無線用アンテナなど天頂方向に向けることにより性能が安定するものを支持体31の上端31Uに設置しても良いことは言うまでもない。
In addition, here, as an example, a configuration in which the GPS radio
なお、ロータリーエンコーダー35により支持体31の回転角を求めれば、移動体5の傾斜データを求めることができる。
Note that if the rotation angle of the
なお、オートバイなどが急なカーブを走行する場合には大きな遠心力が重量物33に働く。そこで、その影響を抑えるために回転軸32に回転制限を行なうストッパーを取り付けて調整することが好ましい。
When a motorcycle or the like travels on a sharp curve, a large centrifugal force acts on the
<第2の実施形態>
図14は本発明の第2の実施形態に係る走行位置検知装置10Sの構成を示す模式図である。なお、既に説明した部分と同一部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する。また、以下の各実施形態も同様にして重複した説明を省略する。
<Second Embodiment>
FIG. 14 is a schematic diagram showing the configuration of a traveling
本発明の第2の実施形態に係る走行位置検知装置10Sは、第1の実施形態に係る走行位置検知装置10に無線通信部40と設定変更部41とをさらに備えたものである。
The traveling
無線通信部40は、近隣の無線基地局50とデータ通信を行なうものであり、データベース19に記憶された接地位置データを送信する機能を有している。なお無線通信は、無線LAN・特定小電力・Bluetooth(登録商標)・ZigBee・赤外線通信などの方式により実現する。また、通信するデータ形式は位置データだけではなく、GPS測位および自律測位する際に得られる速度データや時間データなどを含めても良い。
The
設定変更部41は、GPS位置データや自律位置データを算出する算出周期を変更するものである。具体的には、無線基地局50から各種センサの設定変更コマンドを受信すると、各種センサの計測周期の変更や出力データ形式の変更をする。なお、各車両を識別するためのIDを指定することにより設定変更を車両毎に行なうようにすることもできる。
The setting
無線基地局50は、通信部51と監視処理部52とを備えており、走行位置検知装置10からの位置データを受信して移動体5の位置を検知するものである。また、監視処理部52において、GPS位置データあるいは自律位置データの算出周期を変更するコマンドを必要に応じて設定する。
The
以上説明したように、本実施形態に係る走行位置検知装置10Sは、無線通信部40を備えているので、GPS測位や自律測位で取得した位置データを無線通信により近接した無線基地局50へ伝送することができる。
As described above, since the traveling
補足すると、本実施形態に係る走行位置検知装置10Sは、第1の実施形態に係る走行位置検知装置10において、装置本体の電源がオフになるまで、無線基地局50に位置データを送信するようにしたものである(図15のステップT15参照)。
Supplementally, the traveling
このため、本実施形態に係る走行位置検知装置10Sを用いれば、移動体5をリアルタイムに監視し得る移動体監視システムの構築が可能となる。
For this reason, if the traveling
<第3の実施形態>
図16は本発明の第3の実施形態に係る走行位置検知装置10Tの構成を示す模式図である。
<Third Embodiment>
FIG. 16 is a schematic diagram showing a configuration of a traveling
本実施形態に係る走行位置検知装置10Tは、第2の実施形態に係る走行位置検知装置10Sに、基準データ記憶部60と傾斜データ比較部61・加速度データ比較部62・異常判定部63とをさらに備えている。
The travel
基準データ記憶部60は、予め設定された「基準傾斜データ」と「基準加速度データ」と「異常時間データ」とを記憶するメモリである。
The reference
傾斜データ比較部61は、傾斜データの異常を検査するためのものであり、傾斜センサ15により検出された傾斜データと、基準データ記憶部60に予め記憶された基準傾斜データとを比較する。比較の結果、傾斜データが基準傾斜データより大きい値を示す場合は、加速度データ比較部62に「傾斜エラー信号」を送出する。
The inclination data comparison unit 61 is for inspecting abnormality of inclination data, and compares the inclination data detected by the
加速度データ比較部62は、加速度データの異常を検査するためのものであり、傾斜データ比較部61から傾斜エラー信号を受け取った場合、加速度センサ13により検出された加速度データと、予め設定された基準加速度データとを比較する。比較の結果、加速度データが基準加速度データより大きい値を示す場合は、異常判定部63に「加速度エラー信号」を送出する。
The acceleration
異常判定部63は、移動体5の異常を判定するためのものである。具体的には、加速度データ比較部62から加速度エラー信号が送出されている時間(すなわち、加速度データが基準加速度データを超えている時間)を計測し、計測される時間が、基準データ記憶部60に予め記憶された異常時間データよりも長い場合、移動体5に異常が生じたと判定する。また、異常が生じたと判定した場合、無線通信部を介して「エラー信号」を近隣の無線基地局50に送信する。
The
特に、移動体5が人間である場合には、急激なロール・ピッチ(傾斜データ)の変化は起こりにくく、大きく値が変化したままになることは少ない。そこで、急激なロール・ピッチの変化が生じた場合にはその人間が転倒した可能性が高いと判定することができる。
In particular, when the moving
上述した構成により、本実施形態に係る走行位置検知装置10Tは、ある時間内にロール・ピッチが大きく変化し、さらに加速度センサ13で急な加速が発生した場合に一次検知を行なう。また、一次検知により検知される値が継続しているか否かを二次検知として計測する。二次検知にて、長時間にわたって値が変化したままならば、人間等の移動体5が転倒した可能性が高いと判断し、GPS測位にて位置データを算出する。そして、その位置データを、無線通信部20を用いて近隣の無線基地局50に伝送する。
With the above-described configuration, the traveling
すなわち、加速度センサ13から得た加速度データ、磁気センサ14で計測した方位角データ、傾斜センサ15で計測したロール・ピッチ(傾斜データ)を用いて人間の移動および転倒を検知することができる。
That is, it is possible to detect human movements and falls using acceleration data obtained from the
なお、GPS測位は常に行なわれており、移動体5が建物に入った場合には、その建物の入り口の位置データを無線基地局50に伝送する。また、建物の中での位置検知を行なう場合は、GPS測位ができないため、自律測位による位置検知を行なうことになる。また、走行位置検知装置10Tからの自律位置データを受信する無線通信装置を建物内の各部屋に設置すれば、その無線通信装置の識別番号から人間がどの部屋にいるのかを判定することも可能である。
Note that GPS positioning is always performed, and when the moving
<その他>
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせてもよい。
<Others>
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine a component suitably in different embodiment.
5・・・移動体、7A〜7D・・・GPS衛星、
10・10S・10T・・・走行位置検知装置、11・・・GPS電波受信アンテナ、
12・・・GPS位置測位処理部、13・・・3次元加速度センサ、14・・・磁気センサ、
15・・・傾斜センサ、16・・・加速度修正部、17・・・自律位置測位処理部、
18・・・接地位置算出部、19・・・データベース、
20・・・光学式計測装置、21A〜21K・・・照射部
30・・・筐体、31・・・支持体、32・・・回転軸、33・・・重量物、34・・・防振用バネ、
40・・・無線通信部、41・・・設定変更部、
50・・・無線基地局、51・・・通信部、52・・・監視処理部、
60・・・基準データ記憶部、61・・・傾斜データ比較部、62・・・加速度データ比較部、
63・・・異常判定部。
5 ... moving body, 7A-7D ... GPS satellite,
10 · 10S · 10T ... Traveling position detection device, 11 ... GPS radio wave receiving antenna,
12 ... GPS positioning processing unit, 13 ... 3D acceleration sensor, 14 ... magnetic sensor,
15 ... Inclination sensor, 16 ... Acceleration correction unit, 17 ... Autonomous position measurement processing unit,
18 ... ground contact position calculation unit, 19 ... database,
DESCRIPTION OF
40 ... wireless communication unit, 41 ... setting change unit,
50 ... Radio base station, 51 ... Communication unit, 52 ... Monitoring processing unit,
60 ... reference data storage unit, 61 ... tilt data comparison unit, 62 ... acceleration data comparison unit,
63: An abnormality determination unit.
Claims (13)
GPS衛星からのGPS衛星データを受信するGPS電波受信アンテナと、
前記GPS電波受信アンテナにより受信したGPS衛星データに基づいて装置本体の位置を示すGPS位置データを一定時間毎に算出するGPS位置測位手段と、
前記GPS位置測位手段により前回のGPS位置データが算出されてから新たなGPS位置データが算出されるまでの間、前回のGPS位置データからの移動距離を求めて装置本体の位置を示す自律位置データを一定時間毎に算出する自律位置測位手段と、
装置本体の路面に対する傾斜データを検出するための傾斜センサと、
前記前回のGPS位置データおよび前記自律位置データに対して前記傾斜データにより路面の傾きを補正して、前記移動体の接地位置データを算出する接地位置算出手段と、
前記接地位置データを記憶するための記憶手段と
を備えたことを特徴とする走行位置検知装置。 A travel position detection device mounted on a mobile body for detecting the travel position of the mobile body,
A GPS radio wave receiving antenna for receiving GPS satellite data from a GPS satellite;
GPS position measuring means for calculating GPS position data indicating the position of the apparatus main body at regular intervals based on GPS satellite data received by the GPS radio wave receiving antenna;
Autonomous position data indicating the position of the main body of the apparatus by obtaining the moving distance from the previous GPS position data until the new GPS position data is calculated after the previous GPS position data is calculated by the GPS position measuring means. Autonomous positioning means for calculating the frequency at regular intervals;
An inclination sensor for detecting inclination data with respect to the road surface of the apparatus body;
A ground contact position calculation unit that corrects a slope of a road surface by the tilt data with respect to the previous GPS position data and the autonomous position data, and calculates the ground contact position data of the moving body;
A traveling position detection apparatus comprising: storage means for storing the ground contact position data.
前記自律位置測位手段は、
装置本体の加速度データを検出する3次元加速度センサと、
装置本体の方位角データを検出するための磁気センサと、
前記3次元加速度センサの計測軸を前記傾斜データに基づいて修正し、修正加速度データを算出する加速度修正手段と、
前記修正加速度データおよび前記方位角データと前記前回のGPS位置データとに基づいて、自律位置データを算出する手段と
を備えたことを特徴とする走行位置検知装置。 In the traveling position detection device according to claim 1,
The autonomous positioning means is:
A three-dimensional acceleration sensor for detecting acceleration data of the apparatus body;
A magnetic sensor for detecting the azimuth data of the device body;
Acceleration correcting means for correcting the measurement axis of the three-dimensional acceleration sensor based on the tilt data and calculating corrected acceleration data;
A traveling position detection apparatus comprising: means for calculating autonomous position data based on the corrected acceleration data, the azimuth angle data, and the previous GPS position data.
前記接地位置データを、近隣の無線基地局に無線通信を用いて送信する手段
をさらに備えたことを特徴とする走行位置検知装置。 In the traveling position detection device according to claim 1 or 2,
A traveling position detection apparatus further comprising means for transmitting the grounding position data to a nearby wireless base station using wireless communication.
前記GPS電波受信アンテナは、路面に対して異なる傾斜角を有する平面形状のアンテナを複数組み合わせたものである
ことを特徴とする走行位置検知装置。 In the traveling position detection device according to any one of claims 1 to 3,
The GPS radio wave receiving antenna is a traveling position detection device comprising a combination of a plurality of planar antennas having different inclination angles with respect to the road surface.
前記GPS電波受信アンテナの形状は、ドーム状である
ことを特徴とする走行位置検知装置。 The travel position detection device according to any one of claims 1 to 4,
The GPS radio wave receiving antenna has a dome shape.
前記GPS電波受信アンテナの形状は、アーチ状である
ことを特徴とする走行位置検知装置。 The travel position detection device according to any one of claims 1 to 4,
The GPS radio wave receiving antenna has an arch shape.
前記GPS位置測位手段がGPS位置データを算出する算出周期と、前記自律位置測位手段が自律位置データを算出する算出周期とを変更するための設定変更手段
をさらに備えたことを特徴とする走行位置検知装置。 In the traveling position detection device according to any one of claims 1 to 6,
A travel position characterized by further comprising a setting change means for changing a calculation cycle in which the GPS position measurement means calculates GPS position data and a calculation cycle in which the autonomous position measurement means calculates autonomous position data. Detection device.
前記設定変更手段は、外部からの無線通信により算出周期の設定を変更する
ことを特徴とする走行位置検知装置。 In the traveling position detection device according to claim 7,
The setting change unit changes the setting of the calculation cycle by external wireless communication.
前記傾斜センサは、
予め設定された角度毎に路面に対して光を照射する複数の照射手段と、
前記路面からの反射光を検出することにより、前記移動体と前記路面との傾斜データを求める手段と
を備えたことを特徴とする走行位置検知装置。 The travel position detection device according to any one of claims 1 to 8,
The tilt sensor is
A plurality of irradiation means for irradiating the road surface with light at each preset angle;
A traveling position detection device comprising: means for obtaining inclination data between the moving body and the road surface by detecting reflected light from the road surface.
前記移動体の進行方向に直交して設けられ、前記GPS電波受信アンテナが上端に設けられた支持体と、
前記支持体を貫通するように前記移動体の進行方向に沿って設けられた回転軸と、
前記支持体の下端に設けられた前記GPS電波受信アンテナより重い重量物と
を備えたことを特徴とする走行位置検知装置。 The travel position detection device according to any one of claims 1 to 9,
A support body provided orthogonal to the traveling direction of the mobile body, and the GPS radio wave receiving antenna provided at the upper end;
A rotating shaft provided along the traveling direction of the movable body so as to penetrate the support body;
A traveling position detection device comprising: a heavy object heavier than the GPS radio wave receiving antenna provided at a lower end of the support.
前記重量物は、前記移動体のバッテリーである
ことを特徴とする走行位置検知装置。 In the traveling position detection device according to claim 10,
The heavy position is a battery of the moving body.
前記傾斜センサは、ロータリーエンコーダーを用いて傾斜データを検出する
ことを特徴とする走行位置検知装置。 In the traveling position detection device according to claim 10 or 11,
The said inclination sensor detects inclination data using a rotary encoder, The traveling position detection apparatus characterized by the above-mentioned.
予め設定された基準傾斜データと基準加速度データと異常時間データとを記憶する手段と、
前記傾斜センサにより検出された傾斜データと、前記基準傾斜データとを比較する手段と、
前記傾斜データが前記基準傾斜データより大きい場合、前記加速度センサにより検出された加速度データと前記基準加速度データとを比較する手段と、
前記加速度データが前記基準加速度データを超えている時間を示す計測時間データを求める手段と、
前記計測時間データが前記異常時間データより長い場合、前記移動体に異常が生じたと判定してエラー信号を送信する手段と
を備えたことを特徴とする走行位置検知装置。 The travel position detection device according to any one of claims 1 to 12,
Means for storing preset reference inclination data, reference acceleration data, and abnormal time data;
Means for comparing the tilt data detected by the tilt sensor with the reference tilt data;
Means for comparing the acceleration data detected by the acceleration sensor with the reference acceleration data if the inclination data is greater than the reference inclination data;
Means for obtaining measurement time data indicating a time during which the acceleration data exceeds the reference acceleration data;
A traveling position detecting device comprising: means for determining that an abnormality has occurred in the moving body and transmitting an error signal when the measured time data is longer than the abnormal time data.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006234245A JP2008058096A (en) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | Travel position detector |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102980576A (en) * | 2008-06-11 | 2013-03-20 | 天宝导航有限公司 | Inclinometer |
CN104897163A (en) * | 2014-03-07 | 2015-09-09 | 昆山研达电脑科技有限公司 | Height reminding method based on GPS |
JP2019100722A (en) * | 2017-11-28 | 2019-06-24 | セイコーエプソン株式会社 | Physical quantity sensor, physical quantity sensor device, composite sensor device, inertia measuring device, mobile body positioning device, portable electronic apparatus, electronic apparatus, and mobile body |
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2006
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CN102980576B (en) * | 2008-06-11 | 2015-12-16 | 天宝导航有限公司 | Inclinometer |
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