JP2009008491A

JP2009008491A - 移動体周辺情報取得装置

Info

Publication number: JP2009008491A
Application number: JP2007169153A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hisanaga; 聡久永
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2009-01-15

Abstract

【課題】移動体の位置を随時適当に補正しながら周辺情報を搭乗者等のユーザに提供する移動体周辺情報取得装置を得る。
【解決手段】移動体１に搭載されている速度発電機２の出力電圧を入力した計算部３が移動体１の位置を示すデータを求め、このデータを無線部４が小電力無線通信によって送信し、通信部４からの移動体１の位置を示すデータを端末５の情報通信部１０が受信して、制御部１２の速度発電機情報補正部２１がＧＰＳデータを用いて移動体１の位置を示すデータを補正し、補正した位置の周辺情報を位置関連情報検索表示部２３がデータベース１４を検索して表示部１３に表示する。
【選択図】図１

Description

この発明は、列車等の移動体の現在位置を速度発電機の出力電圧から求めて移動体が位置する場所の周辺情報を端末に表示する移動体周辺情報取得装置に関するものである。

移動体の例えば列車の位置を検出するとき、軌道に複数の軌道回路を構成して列車に搭載されている速度発電機のパルス出力から走行距離を検知し、この走行距離を用いて軌道回路によって得られた絶対位置情報を補正して列車の位置を検知するものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、列車に例えば超音波の送受波器を備え、速度発電機からの出力を積算して走行距離を求め、この走行距離と路線データとを用いて列車位置情報を求めるとき、上記の送受波器から超音波を放射し、対象物等によって反射した超音波に応じて列車位置情報を補正するものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−１７８６１４号公報（第４，５頁、図１〜４）特開２０００−１３４７０４号公報（第２，３頁、図１〜３）

従来の移動体の位置検出は以上のように行われているので、軌道回路が切り替わるとき以外は位置検出に関して補正が行われず、移動により刻々と変化する位置に対応して位置補正を行うことができなかった。また、超音波の反射波などを用いて位置補正を行うものでは、移動している周辺に例えばトンネルや跨線橋などの障害物もしくは対象物等が多く存在していないと適宜補正ができず、また、予め移動体が通過する周辺の対象物等を記憶／登録しておくことを要するという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、移動体の位置を随時適当に補正しながら周辺情報を搭乗者等のユーザに提供する移動体周辺情報取得装置を得ることを目的とする。

この発明に係る移動体周辺情報取得装置は、移動体に搭載されている速度発電機の出力電圧から計算手段が求めた該移動体の位置を示すデータを無線通信によって送信する通信手段と、通信手段から受信した移動体の位置を示すデータを補正して、該補正した位置の周辺情報を自らの表示手段に表示する端末とを備えるものである。

この発明によれば、移動体に搭載されている速度発電機の出力電圧から計算手段が求めた該移動体の位置を示すデータを通信手段が無線通信によって送信し、端末が通信手段から受信した移動体の位置を示すデータを補正して、補正した位置の周辺情報を自らの表示手段に表示するようにしたので、端末を所持しているユーザに移動体が位置する周辺情報を提供することができるという効果がある。
また、ＧＰＳ受信手段を用いて受信したＧＰＳデータを使用して通信手段からの移動体の位置を示すデータを補正し、該位置を示すデータを用いてデータベースを検索するようにしたので、受信したＧＰＳデータのみを用いて測位したときよりも正確な位置を求めて該位置に対応する周辺情報をデータベースから検索することができるという効果がある。
また、速度発電機の出力電圧のみを用いて測位したときよりも正確な位置を求めて該位置に対応する周辺情報をデータベースから検索することができるという効果がある。

以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による移動体周辺情報取得装置の構成を示すブロック図である。図示した移動体１は、バスなどの車両や列車等のように車輪を有するもので、当該移動体１の車輪等の回転に伴って出力電圧を発生する速度発電機２、例えばコンピュータから成り、速度発電機２の出力電圧を入力する計算部３、及び、計算部３の出力信号を入力して移動体１の搭乗者が所持している端末５と赤外線通信、あるいは無線ＬＡＮ通信などの小電力無線通信を行う通信部４を備えている。なお、通信部４とデータ通信を行う端末５は、一台に限定されるものではない。

図２は、実施の形態１による移動体周辺情報取得装置の端末の構成を示すブロック図である。この図は、図１の端末５の構成例を示したものである。端末５は、ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ（以下、ＧＰＳと記載する）受信機能を備えた例えばＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ（以下、ＰＤＡと記載する）、携帯電話機、またはパソコンなどのコンピュータ等から成るもので、移動体１に備えられている通信部４と相互方向の無線通信を行う情報通信部１０、ＧＰＳ衛星から送信されているＧＰＳデータを受信するＧＰＳ受信部、端末５の動作を制御する制御部１２、制御部１２の制御動作に応じて画像等を表示する表示部１３、及び、例えば病院やガソリンスタンドの所在などを表す位置関連情報を格納しているデータベース１４を備えている。なお、データベース１４は、外部に設置してデータ通信回線等を介して端末５の制御部１２と接続するように構成してもよい。制御部１２は、プロセッサやメモリ等から成るもので、例えば速度発電機情報補正部２１、ＧＰＳ不感時間位置推定部２２、位置関連情報検索表示部２３などのソフトウエア／プログラムを備えて制御動作を行うように構成されている。

次に動作について説明する。
例えば列車等の移動体１が走行しているとき、移動体１の車輪等に接続されている速度発電機２が回転して電圧を発生する。速度発電機２の出力電圧は前述のように計算部３へ入力され、計算部３は速度発電機２の出力電圧即ち移動体１の速度を検知し、この速度と走行時間との積算を行って移動体１の走行距離を求める。
計算部３は、入力している速度発電機２の出力電圧を例えば毎秒測定して、時々刻々と変化している移動体１の速度を各時点において順次求め、このような速度に対して時間をファクタとした積分演算を行い、移動体１の走行距離を求める。ここで計算部３は、予め自らに設定されている起点を用いて上記の走行距離を求める。また、後述するように移動体１の走行中に任意の時刻を基準として例えば端末５から当該移動体１の位置が設定され、このように計算部３の外部から設定された位置を用いて走行距離を求める。前述のように各時点における走行距離を求め、例えば予め自らに記憶／設定されている移動経路、線路上の位置などを表す各データと上記の走行距離とを用いて移動体１の各時点即ち任意の時刻における位置を求める。なお、上記の移動経路は、例えば通過順に並べられた各地点の緯度及び経度の点列で表現されたデータである。

計算部３は、前述のように各時点即ち各時刻における位置を求め、一定期間、例えば１分の間に移動体１が存在した各位置を表す緯度・経度のデータを一つの速度発電機情報として、通信部４へ出力する。また、前述のようにして求めた移動体１の各位置データを時刻に対応させて例えば図示されない自ら備える記憶部に記憶させておく。
通信部４は、前述のように小電力無線通信を行うもので、計算部３から入力した速度発電機情報を移動体１の内部、例えば列車内のみで受信が可能なように送信する。
移動体１に搭乗しているユーザに操作された端末５の制御部１２は、情報通信部１０を制御して、通信部４からの送信データ即ち移動体１の一定期間における位置を表す速度発電機情報を受信し、制御部１２に備えられている速度発電機情報補正部２１が当該速度発電機情報の補正を行う。

図３は、実施の形態１による移動体周辺情報取得装置の動作を示す説明図である。この図は、端末５の制御部１２が移動体１の検知位置を補正する処理を示したもので、横軸が移動体１の走行時間、縦軸が移動体１の位置を表し、ここでは移動体１の位置として前述のような起点からの距離を表している。例えば、図中破線で示した曲線Ａは、経過時間に応じて速度発電機２の出力電圧から求めた速度発電機位置情報によって示される距離を表し、図中実線で示した曲線Ｃは、移動体１の実際の位置即ち移動体１の走行時間に対応した移動距離を表している。また、図中一点破線で示した曲線Ｄは、制御部１２の速度発電機情報補正部２１によって補正された移動体１の位置データによって示される距離を表している。

速度発電機２の出力電圧から移動体１の移動距離を求めるときには、車輪の空転等によって細かな速度ずれが生じ、速度発電機２の回転速度に対して時間積分を行うことによって求めた距離には相当の誤差が含まれてしまう。また、速度発電機２の出力特性は回転数と出力電圧がリニアに対応しているとは限らず、移動体１の実際の速度に対する出力電圧に誤差が生じてしまう。
端末５は、前述のようにＧＰＳデータを受信するＧＰＳ受信部１１を有している。このＧＰＳ受信部１１が受信したＧＰＳデータは端末５の存在する位置を示すもので、端末５の制御部１２、詳しくは制御部１２の速度発電機情報補正部２１は、ＧＰＳ受信部１１が受信したＧＰＳデータを使用して、図３に矢印Ｅで示したように、曲線Ａの速度発電機情報を曲線Ｃに近似させるように、好ましくは同一となるように、速度発電機情報を成す計算部３が速度発電機２の出力から求めた位置を、ＧＰＳデータが示す位置に入れ替えて速度発電機情報の補正を行う。

補正された速度発電機情報、即ち移動体１の補正後の位置データは、位置関連情報検索表示部２３へ入力され、また、端末５の情報通信部１０から通信部４へ送信される。なお、この通信は、例えば１秒に１回というように定期的に行う。また、前述の通信部４から端末５の情報通信部１０へのデータ通信等も同様に定期的に行う。
通信部４は、受信した補正後の位置データを計算部３へ入力する。計算部３は、入力した補正後の位置データを、各時刻に対応させて自らの記憶部に記憶している位置データと置き換えて記憶する。また、計算部３は、補正後の位置データを時刻毎に記憶させた後、当該補正後の位置データの時刻よりも以降の時刻の位置データを速度発電機２の出力電圧から求めるときには、前述の補正後の位置データを基準として、このデータが示す位置からの移動距離を加算した位置を求め、前述と同様に記憶部に記憶する。

速度発電機情報補正部２１は、前述の速度発電機情報を補正する前に、ＧＰＳ受信部１１が受信したＧＰＳデータについて、例えばＤｉｌｕｔｉｏｎｏｆＰｒｅｓｉｓｉｏｎ（以下、ＤＯＰと記載する）による測位精度の評価を行う。上空のＧＰＳ衛星の分布が狭くなると測位精度が劣化することから、各ＧＰＳ衛星から電波を受信しているとき上記のような指標を求め、この指標が上空に満遍なくＧＰＳ衛星が分布していることを示しているとき、例えば図３に示した期間Ｂの間に受信したＧＰＳデータを用いて速度発電機情報の補正を行う。なお、測位精度を評価するとき、前述のＤＯＰの他に、一つの測位点が散乱して計測されたとき平均位置までの距離を求め、この距離を二乗平均して平方根を求め、その二倍の値を測位誤差の目安とする２ｄｒｍｓを用いるようにしてもよい。

前述のように速度発電機情報補生部２１がＧＰＳデータを評価したとき測位精度に劣化がみられたとき、また、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない場所に移動体１が存在するときなど、良好なＧＰＳデータが受信されていないときには速度発電機情報補正部２１による補正を行わず、ＧＰＳ不感時間位置推定部２２が前述の速度発電機情報を用いて移動体１の位置を求める。換言すると、ＧＰＳ受信部１１から出力された不完全なＧＰＳデータを速度発電機情報の各位置データで補正し、これを位置関連情報検索表示部２３へ出力する。なお、上記の補正を行うときも各位置データの時刻を対応させて行う。

位置関連情報検索表示部２３は、前述のように速度発電機情報補正部２１またはＧＰＳ不感時間位置推定部２２から入力した位置データに対応する周辺情報をデータベース１４から抽出する。データベース１４には、緯度・経度に対応させて例えばガソリンスタンド、病院などの所在を示す周辺情報が予め格納されている。位置関連情報検索表示部２３は、入力した位置データが示す緯度・経度を用いてデータベース１４を検索し、当該緯度・経度に対応する周辺情報を読み出す。具体的には、例えばデータベース１４を検索するとき、前述の位置データが示す緯度・経度を検索キーとして、当該検索キーの近傍となる緯度・経度に関連する周辺情報を読み出す。位置関連情報検索表示部２３は、表示部１３を制御して、前述のようにしてデータベース１４から読み出した周辺情報を示す画像等を表示する。なお、周辺情報を表示するときには、移動体１の走行している線路や道路ならびに地形などを含む地図画像と重ねて移動体１の現在位置、ならびにその周辺状況が認識できるように画像表示を行う。

この発明は、車輪の回転に対応して電圧出力を行う速度発電機のように速度等に対応する信号を出力するものを備える移動体であれば、列車に限らず適用することができる。

以上のように実施の形態１によれば、計算部３が移動体１に備えられた速度発電機２の出力電圧から位置を示すデータを求め、このデータを通信部４が端末５へ送信して端末５がＧＰＳデータを用いて位置データを補正し、補正した位置の周辺情報をデータベース１４から抽出して表示するようにしたので、ユーザが所持する端末５に時々刻々と変化する移動体１の周辺情報を表示することができるという効果がある。
また、速度発電機２の出力特性によって生じる誤差や車輪の空転などによって生じる誤差をＧＰＳデータを用いて補正するようにしたので、移動体１に搭乗しているユーザが所持する端末５は移動体１の正確な位置の周辺情報を表示することができるという効果がある。
また、端末５の速度発電機情報補正部２１がＧＰＳデータを用いて補正した位置データを通信部４を介して計算部３へ送信し、計算部３が以降の位置を示すデータを求めるときに上記の端末５による補正後の位置データを用いるようにしたので、速度発電機２の出力電圧から求める位置を示すデータの誤差を抑えることができるという効果がある。
また、端末５のＧＰＳ不感時間位置推定部２２が、良好なＧＰＳデータを受信することができないときには通信部４から受信した速度発電機情報を用いて周辺情報をデータベース１４から抽出するようにしたので、ＧＰＳデータの受信状態によらず正確な位置を表示すると共に周辺情報を表示することができるという効果がある。

この発明の実施の形態１による移動体周辺情報取得装置の構成を示ブロック図である。実施の形態１による移動体周辺情報取得装置の端末の構成を示すブロック図である。実施の形態１による移動体周辺情報取得装置の動作を示す説明図である。

符号の説明

１移動体、２速度発電機、３計算部、４通信部、５端末、１０情報通信部、１１ＧＰＳ受信部、１２制御部、１３表示部、１４データベース、２１速度発電機情報補正部、２２ＧＰＳ不感時間位置推定部、２３位置関連情報検索表示部。

Claims

移動体に搭載されている速度発電機の出力電圧から計算手段が求めた該移動体の位置を示すデータを無線通信によって送信する通信手段と、
前記通信手段から受信した移動体の位置を示すデータを補正し該補正した位置の周辺情報を自らの表示手段に表示する端末と、
を備える移動体周辺情報取得装置。
端末は、ＧＰＳ受信手段を用いて受信したＧＰＳデータを使用して通信手段からの移動体の位置を示すデータを補正する速度発電機情報補正手段と、データベースを検索して前記速度発電機情報補正手段から出力された位置を示すデータに対応する周辺情報を抽出する位置関連情報検索手段と、を備えることを特徴とする請求項１記載の移動体周辺情報取得装置。
端末は、ＧＰＳ受信手段が良好なＧＰＳデータを受信していないとき、通信手段からの移動体の位置を示すデータを用いて前記ＧＰＳデータを補正し、該補正した位置を示すデータを用いて位置関連情報検索手段に周辺情報の検索を行わせるＧＰＳ不感時間位置推定手段を備えることを特徴とする請求項２記載の移動体周辺情報取得装置。