JP2013148524A - 測位システム - Google Patents

Abstract

【課題】従来のシステムでは、相対位置に関する精度が低いという課題があった。
【解決手段】測位システムは、第１受信部と第１演算部とを備える第１測位装置と、第２受信部と第２演算部とを備える第２測位装置とで構成される。第１演算部は、第１受信部の位置情報に基づいて、複数の衛星のそれぞれの仰角を算出し、所定の仰角以上の位置にある衛星から送信された測位情報のみを用いて第１受信部の位置を算出する。第２演算部は、第２受信部の位置情報に基づいて、複数の衛星のそれぞれの仰角を算出し、所定の仰角以上の位置にある衛星から送信された測位情報のみを用いて第２受信部の位置を算出する。第１演算部または第２演算部は、第１演算部および第２演算部が算出した位置情報に基づいて、第１測位装置と第２測位装置の相対的な位置関係を算出する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＧＰＳを利用した測位システムに関する。

移動する被写体を自動的に追尾する自動追尾ビデオカメラシステムが知られている（特許文献１）
特許文献１の自動追尾ビデオカメラシステムは、ＧＰＳ位置情報送受信装置と、カメラ装置とで構成されている。

ＧＰＳ位置情報送受信装置は、被写体に装着され被写体の位置情報取得の第１のＧＰＳ受信機能部と、ＧＰＳ受信機能部により取得した位置情報を送信する機能部と、を有する。

カメラ装置は、被写体を撮影するカメラの位置情報取得の第２のＧＰＳ受信機能部と、撮影方向の基準となる方位を取得する機能部と、被写体からの位置情報を受信する機能部と、両者の相対位置差と方位から被写体の撮影方向を計算する機能部、及びその計算値によって撮影方向を変更制御する機能部と、を有する。

特開２００４−１１２６１５号公報

特許文献１に記載されたシステムでは、２つのＧＰＳ装置の相対位置を検出している。しかしながら、特許文献１が開示するような従来のシステムでは、相対位置に関する精度が低いという課題があった。

そこで本発明は、従来よりも高い精度で相対位置を取得することができる測位システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決する測位システムは、
複数の衛星から送信される測位情報を受信する第１受信部と、前記第１受信部が受信した情報に基づいて、前記第１受信部の位置を算出する第１演算部と、を備える第１測位装置と、
複数の衛星から送信される測位情報を受信する第２受信部と、前記第２受信部が受信した情報に基づいて、前記第２受信部の位置を算出する第２演算部と、を備える第２測位装置と、
を備え、
前記第１演算部は、
前記第１受信部の位置情報に基づいて、前記複数の衛星のそれぞれの仰角を算出し、
所定の仰角以上の位置にある衛星から送信された測位情報のみを用いて前記第１受信部の位置を算出し、
前記第２演算部は、
前記第２受信部の位置情報に基づいて、前記複数の衛星のそれぞれの仰角を算出し、
所定の仰角以上の位置にある衛星から送信された測位情報のみを用いて前記第２受信部の位置を算出し、
前記第１演算部または前記第２演算部は、
前記第１演算部および第２演算部が算出した位置情報に基づいて、前記第１測位装置と前記第２測位装置の相対的な位置関係を算出するものとする。

上記測位システムによれば、従来よりも高い精度で相対位置を取得することができる。

本実施形態の測位システム１０を示す概略図 第１ＧＰＳ受信機１００の機能を示すブロック図 被写体を追尾するカメラシステム６００の構成を示したブロック図 本実施形態の測位システム１０を説明するための概念図 測位システム１０による被写体追従の制御フローを示したフローチャート 仰角マスクによる効果を示したグラフ 表示部３１０に表示された撮影画像を示す概略図

以下、実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、測位システム１０を示した概略図である。図１に示すとおり、測位システム１０は、第１ＧＰＳ受信機１００と、カメラシステム６００と、衛星５００と、で構成される。カメラシステム６００は、カメラ３００と、カメラ３００が載せられた雲台４００と、で構成される。カメラ３００には、第２ＧＰＳ受信機２００が内蔵されている。第１ＧＰＳ受信機１００は、第１測位装置の一例である。第２ＧＰＳ受信機２００は、第２測位装置の一例である。

ＧＰＳ衛星５００は、ＧＰＳ（ＧｒｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）衛星である。ＧＰＳ衛星５００は、ＧＰＳ衛星５００の位置と発信時刻を特定するための情報を含んだ信号を送信する。図１では、１つのＧＰＳ衛星５００しか図示していないが、実際には複数のＧＰＳ衛星５００が宇宙空間を飛行している。

第１ＧＰＳ受信機１００は、例えば被写体が身につけられている。被写体が有する第１ＧＰＳ受信機１００は、ＧＰＳ衛星５００からの信号を受信する。ＧＰＳ衛星５００からの信号発信時刻と、第１ＧＰＳ受信機１００の信号受信時刻から、ＧＰＳ衛星５００と第１ＧＰＳ受信機１００の距離が算出できる。３つ以上のＧＰＳ衛星からの信号を受信すれば、第１ＧＰＳ受信機１００の位置を算出することが可能である。

カメラ３００は、被写体を撮影するための撮像装置である。カメラ３００は、静止画や動画を撮影することができる。

第２ＧＰＳ受信機２００は、カメラ３００の内部に搭載されている。なお、第２ＧＰＳ受信機２００は、カメラ３００の外側に取り付けられる構成であってもよい。

カメラ３００は、雲台４００に取り付けられている。雲台４００は、カメラ３００が被写体を追従するように駆動する。例えば、被写体が動いた場合、カメラ３００の撮影範囲に被写体が含まれるように、雲台４００は、カメラ３００を回転駆動させる。なお、カメラ３００が雲台４００の機能を有していてもよい。

図２は、第１ＧＰＳ受信機１００の機能を示すブロック図である。

図２に示すように、第１ＧＰＳ受信機１００は、第１アンテナ１１０と、第１演算部１２０と、第１通信部１３０と、で構成される。

第１アンテナ１１０は、ＧＰＳ衛星５００からの信号を受信する。この受信信号には複数のＧＰＳ衛星５００からの信号が混在している。第１アンテナは、第１受信部の一例である。

第１演算部１２０は、ＧＰＳ衛星５００からの信号に基づいて、第１ＧＰＳ受信機１００の位置を算出する。具体的には、第１演算部１２０は、複数のＧＰＳ衛星５００からの信号が混在している受信信号を、ＧＰＳ衛星５００ごとの信号に分離する。そして、第１演算部１２０は、それぞれのＧＰＳ衛星５００の位置と信号の送信時刻を算出する。第１演算部１２０は、３つ以上のＧＰＳ衛星５００の位置と、ＧＰＳ衛星５００からの信号の送信時刻と、ＧＰＳ衛星５００からの信号を第１ＧＰＳ受信機１００が受信した受信時刻と、に基づいて第１ＧＰＳ受信機１００の位置を算出する。

第１通信部１３０は、第１演算部１２０により算出された位置情報（第１ＧＰＳ受信機１００の位置）を第２ＧＰＳ受信機２００へ送信する。以下、第１ＧＰＳ受信機１００と第２ＧＰＳ受信機２００の通信手段はＷｉｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）を想定して説明するが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ｅでも同様の効果が得られる。また、ＷｉＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ｅはアクセスポイントを経由した通信でもよい。また、第１ＧＰＳ受信機１００と第２ＧＰＳ受信機２００は、有線で接続されてもよい。

図３は、被写体を追尾するカメラシステム６００の構成を示したブロック図である。図３に示すように、カメラシステム６００は、第２ＧＰＳ受信機２００と、方位検計２２０と、カメラ３００と、雲台４００とで構成される。

第２ＧＰＳ受信機２００は、第２アンテナ２１０、第２演算部２３０、第２通信部２４０とで構成される。

第２アンテナ２１０は、ＧＰＳ衛星５００からの信号を受信する。第２アンテナ２１０は、第２受信部の一例である。

第２通信部２４０は、第１通信部１３０と通信して、第１ＧＰＳ受信機１００の位置情報を受信する。そして、第２通信部２４０は、第１ＧＰＳ受信機１００の位置情報を第２演算部２３０に引き渡す。

第２演算部２３０は、第２アンテナで得られたＧＰＳ衛星からの受信信号に基づいて、第２ＧＰＳ受信機２００の位置を算出する。次に、第２演算部２３０は、第１ＧＰＳ受信機１００の位置と第２ＧＰＳ受信機２００の位置に基づいて、第２ＧＰＳ受信機２００から見た第１ＧＰＳ受信機１００の距離と方角を算出する。ここで、ＧＰＳによる位置算出には誤差が生じる。その誤差は例えば、ＧＰＳ衛星５００が送信するＧＰＳ衛星５００の位置と、実際にＧＰＳ衛星５００がいる位置とが異なるという誤差である。この誤差量を解明することは困難である。以下、このような誤差を「衛星位置誤差」と称する場合がある。

一方、第１ＧＰＳ受信機１００と第２ＧＰＳ受信機２００とが同じＧＰＳ衛星５００から信号を受信する場合は、第１ＧＰＳ受信機１００および第２ＧＰＳ受信機２００が受信する衛星位置誤差は等しい。よって、第２ＧＰＳ受信機２００から見た第１ＧＰＳ受信機１００の相対位置を算出する、つまり、第２ＧＰＳ受信機２００の位置情報と第１ＧＰＳ受信機１００の位置情報との差分を取ることで、衛星位置誤差を消滅させることができる。

第２ＧＰＳ受信機２００から見た第１ＧＰＳ受信機１００の相対位置を高い精度で算出するためには、以下の２点が必要である。１点目は、第１ＧＰＳ受信機１００と第２ＧＰＳ受信機２００が位置計算に使用する信号を発信するＧＰＳ衛星が同じことである。２点目は、同じ時刻にＧＰＳ衛星から発信された信号を利用して第１ＧＰＳ受信機１００と第２ＧＰＳ受信機２００の位置、および両者の相対位置を算出することである。

カメラ３００は、光学系３１０とマイコン３２０と、を有する。また、カメラ３００には方位計２２０が取り付けられている。また、カメラ３００は雲台４００に取り付けられている。なお、方位計２２０は、カメラ３００の内部に搭載されてもよい。

方位計２２０は、カメラ３００がどの方角を撮影しているのかを検出する。方位計２２０は、方位検出部の一例である。方位計２２０が検出した方角情報は第２演算部２３０に送信される。第２演算部２３０は、第２ＧＰＳ受信機２００から見た第１ＧＰＳ受信機１００の方角情報と、カメラが撮影している方角情報から、第１ＧＰＳ受信機１００を有する被写体を撮影するために必要な雲台の回転角度を算出し、これをカメラ雲台４００に送信する。

雲台４００は、第１ＧＰＳ受信機１００を有する被写体を撮影するために必要な雲台の回転角度情報に基づいて回転し、カメラ３００の撮影方向を変更する。雲台４００は、カメラ３００の撮影方向を変更する方向変更部の一例である。

また、第２演算部２３０は、マイコン３２０に対して、被写体を撮影するために最適な焦点距離と合焦位置情報を送信する。最適な焦点距離と合焦位置情報は、第２ＧＰＳ受信機２００から見た第１ＧＰＳ受信機１００の距離情報から算出される。マイコン３２０は、最適な焦点距離と合焦位置情報に基づいて、光学系３１０を駆動する。

図４は、本実施形態の測位システム１０を説明するための概念図である。図４（ａ）は、受信可能な全てのＧＰＳ衛星５００からの信号を使用している状態を示す概念図である。

図４（ａ）に示すように、被写体が有する第１ＧＰＳ受信機１００は、位置算出のために最低３つ以上のＧＰＳ衛星５００からの信号を受信する。遮蔽物が少ない環境であれば、第１ＧＰＳ受信機１００は、通常８〜１０個のＧＰＳ衛星５００からの信号を受信することができる。

しかし、通常のＧＰＳを用いた測位システムでは、ＧＰＳ衛星５００の仰角に応じて、信号強度が変化するとう課題がある。

図４（ｂ）は、ＧＰＳ衛星５００と仰角との関係を説明するための概略図である。

「仰角」とは、第１ＧＰＳ受信機１００を通る水平面Ｍからの角度θである。また、「仰角」とは、水平面Ｍと、第１ＧＰＳ受信機１００とＧＰＳ衛星５００とを結ぶ線分Ｌとのなす角度と言うこともできる。

低い仰角のＧＰＳ衛星５００からの信号は、高い仰角のＧＰＳ衛星５００からの信号よりも、信号の伝播距離が長くなる。また、低い仰角のＧＰＳ衛星５００からの信号は、建物などの遮蔽物の影響を受けやすい。そのため、低い仰角のＧＰＳ衛星５００からの信号は、信号強度が低下する。

また、第１ＧＰＳ受信機１００は、外界の様々なノイズも受信する。さらに、第１ＧＰＳ受信機１００の内部でノイズが発生する場合もある。このように外界のノイズや内部のノイズが多い場合、低い仰角のＧＰＳ衛星５００からの信号のＳＮ比が低下する。

また、ＧＰＳ受信機１００で受信または発生するノイズと、第２ＧＰＳ受信機２００で受信または発生するノイズは異なる。そのため、第２ＧＰＳ受信機２００から見た第１ＧＰＳ受信機１００の相対位置を算出する、つまり、第２ＧＰＳ受信機２００の位置情報から第１ＧＰＳ受信機１００の位置情報の差分を取ると、第２ＧＰＳ受信機２００から見た第１ＧＰＳ受信機１００の相対位置の精度はかえって悪化する。

例えば、ノイズの影響で第１ＧＰＳ受信機１００の位置が実際の位置より北に１ｍずれ、第２ＧＰＳ受信機２００の位置が実際の位置より南に１ｍずれたとする。ノイズの影響が無ければ、第１ＧＰＳ受信機１００の位置情報と第２ＧＰＳ受信機２００の位置情報との差分をとることで、第２ＧＰＳ受信機２００から見た第１ＧＰＳ受信機１００の相対位置を正確に求めることができる。しかし、ノイズにより第１ＧＰＳ受信機の位置が北に１ｍずれ、第２ＧＰＳ受信機２００の位置が南に１ｍずれた場合、第２ＧＰＳ受信機２００から見た第１ＧＰＳ受信機１００の相対位置は、北にさらに２ｍずれることになる。この２ｍという誤差量は、第１ＧＰＳ受信機１００や第２ＧＰＳ受信機２００のそれぞれの位置の誤差量である１ｍよりも大きい。

そこで、本実施形態では、仰角マスクという技術を採用している。仰角マスクについて、図４（ｂ）と（ｃ）を用いて説明する。

まず図４（ｂ）に示すように、第１ＧＰＳ受信機１００は、観測できるＧＰＳ衛星５００全てを使用して第１ＧＰＳ受信機１００の位置を算出する。ＧＰＳ衛星５００からはＧＰＳ衛星５００の位置情報が送信されているので、第１ＧＰＳ受信機１００は、第１ＧＰＳ受信機１００の位置とＧＰＳ衛星５００の位置から、観測したそれぞれのＧＰＳ衛星５００の仰角を算出することができる。次に、図４（ｃ）に示すように、第１ＧＰＳ受信機１００は、一定の閾値以上の仰角のＧＰＳ衛星５００からの情報のみを使用して、第１ＧＰＳ受信機１００の位置を計算する。すなわち、第１ＧＰＳ受信機１００は、所定の仰角より低い位置にあるＧＰＳ衛星５００からの信号を使用せずに、第１ＧＰＳ受信機の位置を計算する。これによって、低い仰角のＧＰＳ衛星５００の影響を受けずに第１ＧＰＳ受信機１００の位置計算を行うことができる。

ＧＰＳ衛星５００は、地球の衛星軌道上を所定の速度で飛行しているので、時間の経過とともにＧＰＳ衛星５００の位置は変化する。そのため、ある時刻では所定の仰角以上の位置にあったＧＰＳ衛星５００も、別の時刻では所定の仰角よりも低い位置に移動している可能性もある。そのため、それぞれのＧＰＳ衛星５００の仰角を常に計測し続けることが望ましい。しかし、計測の度に、全てのＧＰＳ衛星５００からの信号を受信し、仰角を計算し、所定の仰角以上の位置にあるＧＰＳ衛星からの信号を再度受信し、自らの位置を測位することは、消費電力の増加や演算部の処理能力の圧迫につながる。そのため、それぞれのＧＰＳ衛星５００の仰角を計算する際に、その直前に算出した第１ＧＰＳ受信機１００の位置情報と、常にＧＰＳ衛星５００から送信されるＧＰＳ衛星５００の位置情報とを利用してもよい。

ここで、従来のＧＰＳを利用した測位システムでも、仰角マスクという技術は存在する。しかし、従来の仰角マスクの目的は、建築物等での反射による信号、いわゆるマルチパス信号の除去である。一般的にＧＰＳ受信機の位置算出精度の向上のためには、多数のＧＰＳ衛星からの信号を用いることが有効である。そのため、ＧＰＳ受信機の位置算出に使用するＧＰＳ衛星の数を減らす仰角マスクは、建築物に囲まれた環境での測位など、特定の場合に使用されていた。

しかし、本実施形態の測位システム１０では、被写体とカメラ３００の相対位置の精度を向上させることを目的として、２つのＧＰＳ受信機の位置情報の差分を取るシステムを採用している。そのため、上述したとおり外界からのノイズの影響などで位置精度が悪化しやすくなる。具体的には上述したように、２つＧＰＳ受信機でそれぞれ異なる位置誤差量が発生したり、それぞれの誤差が生じる方角が異なることがある。

そこで、本実施形態の測位システム１０では、このようなノイズを除去するため仰角マスクを採用している。これにより、２つＧＰＳ受信機でそれぞれ異なる位置誤差量が発生したり、それぞれ誤差が生じる方角が異なるという状況を防ぐことができる。

仰角マスクにより、ノイズは除去できるが、ＧＰＳ衛星５００から送信される位置情報と実際のＧＰＳ衛星５００の位置が異なるという衛星位置誤差は残る。しかし、本実施形態の測位システム１０は２つのＧＰＳ受信機の位置情報の差分を取る方式なので、結果的にこの誤差を消滅させることができる。

すなわち、本実施形態では、個々のＧＰＳ受信機の位置精度向上よりも、２つのＧＰＳ受信機のそれぞれの位置誤差量と誤差の生じる方角を同じにすることを優先するために仰角マスクを活用し、ノイズ成分を除去している。つまり、従来の仰角マスクと本実施形態の仰角マスクは、その使用する目的が異なると言える。

図５は測位システム１０による被写体追従の制御フローを示したフローチャートである。

まず、第１ＧＰＳ受信機１００の第１アンテナ１１０は、ＧＰＳ衛星５００からの信号を受信する（Ｓ１１）。

第１アンテナ１１０が受信した信号は第１演算部に送られる。第１演算部１２０は、ＧＰＳ衛星５００からの信号に基づいて、第１ＧＰＳ受信機１００の位置を算出する（Ｓ１２）。

第１演算部１２０は、Ｓ１２で算出した第１ＧＰＳ受信機１００の位置情報と、Ｓ１１で受信したＧＰＳ衛星の位置情報に基づいて、信号を受信したそれぞれのＧＰＳ衛星５００の仰角を計算する（Ｓ１３）。

第１演算部１２０は、Ｓ１３で計算したそれぞれのＧＰＳ衛星５００の仰角と、予め設定した仰角マスクの閾値角度を参照し、仰角マスクの閾値角度以上の仰角であるＧＰＳ衛星を選択する。そして、第１演算部１２０は、第１ＧＰＳ受信機１００の位置計算に再度使用するためのＧＰＳ衛星５００を抽出する（Ｓ１４）。

第１ＧＰＳ受信機１００は、Ｓ１４で抽出した高い仰角のＧＰＳ衛星５００の情報だけを使用して、第１ＧＰＳ受信機１００の位置を再度計算する（Ｓ１５）。

なお、Ｓ１２で第１ＧＰＳ受信機１００の位置を算出する代わりに、直前の時刻の第１ＧＰＳ受信機１００の位置を代用しても良い。

Ｓ１１からＳ１５の処理を、第２ＧＰＳ受信機２００についても同様に行う（Ｓ２１〜Ｓ２５）。

第２ＧＰＳ受信機２００は、Ｓ１５で計算された第１ＧＰＳ受信機１００の位置情報と、Ｓ２５で計算された第２ＧＰＳ受信機２００の位置情報とに基づいて、第２ＧＰＳ受信機２００から見た第１ＧＰＳ受信機１００の相対位置を算出する（Ｓ３１）。

次に、第２ＧＰＳ受信機２００の第２演算部２３０は、方位計２２０から、カメラ３００が撮影している方角情報を取得する（Ｓ３２）。

第２演算部２３０は、Ｓ３１で取得した第２ＧＰＳ受信機２００から見た第１ＧＰＳ受信機１００の相対位置情報と、Ｓ３２で取得したカメラ３００が撮影している方角情報とに基づいて、第１ＧＰＳ受信機１００を有する被写体を撮影するために必要な雲台４００の駆動量（回転量）を算出する（Ｓ３３）。算出された駆動量は、雲台４００に送信される。

雲台４００は、受信した駆動量に基づいて、カメラ３００が被写体を追従撮影できるように駆動する（Ｓ３４）。

撮影終了の信号を受信したら、撮影を終了する（Ｓ３５）。撮影終了の信号がなければ、処理を続行する。なお、撮影終了は、カメラ３００を使用しているユーザの操作により行われてもよく、自動的に撮影終了の処理が行われてもよい。例えば、運動会やお遊戯会などで自分の子供を撮影する場合、自分の子供が登場する時間が予め分かっている場合がある。そのような場合は、予め撮影開始時刻と撮影終了時刻を設定しておいてもよい。また、被写体（例えば自分の子供）がカメラ３００から所定の距離だけ離れたときに撮影を終了するようにしてもよい。

図６は、仰角マスクによる効果を示したグラフである。仰角マスクは、ノイズが少ない、高い仰角のＧＰＳ衛星のみを使用して第１ＧＰＳ受信機１００と第２ＧＰＳ受信機２００の位置を算出する技術である。しかし、仰角マスクが高すぎると、位置算出に使用する衛星の数が少なくなる。そうなってしまうと、第１ＧＰＳ受信機１００と第２ＧＰＳ受信機２００の位置算出精度を低下してしまうおそれがある。

そこで、最適な仰角マスクの角度を検証した。

図６（ａ）は、第１ＧＰＳ受信機１００と第２ＧＰＳ受信機２００を、両者の相対位置が既知である定点に１５分放置してその位置を測定し、両者の相対位置を算出した結果である。横軸が第１ＧＰＳ受信機１００と第２ＧＰＳ受信機２００のそれぞれの位置算出に使用した衛星の数（機）であり、縦軸は第１ＧＰＳ受信機１００と第２ＧＰＳ受信機２００の相対位置誤差量（ｍ）である。グラフ内のドットの数は、測定回数と同じ数値である。また、グラフ内の曲線は、プロットされたドットに基づいて算出された近似曲線である。相対位置誤差量は、全測定時間の９５％（測定時間１５分の場合約１４分間）で発生した誤差量の値を算出した。 図６（ａ）に示すとおり、衛星数が約７個のときに第１ＧＰＳ受信機１００と第２ＧＰＳ受信機２００の相対位置誤差が最小になり、このときの相対位置誤差量は約１ｍであることが分かった。誤差１ｍであれば、カメラの撮影領域内に、十分な大きさで被写体を写すことができる。これについて図７を用いて説明する。

図７は、カメラ３００の背面液晶などの表示部３１０に表示された撮影画像を示した概略図である。子供などを撮影する場合、被写体の縦方向の長さが表示部３１０の縦方向の長さの半分以上あれば、ユーザの満足度は高くなる。例えば、被写体として身長１．４ｍの子供を撮影した場合、表示部３１０の縦方向の長さは、実際の長さに換算すると２．８ｍに相当する。一般的に、カメラの背面液晶などは縦と横の比率が３：４で構成されている。したがって、表示部３１０の横方向の長さは、縦方向の長さ２．８ｍに４／３を乗ずることより求められる。さらに、図７に示すように表示部３１０を横方向に４分割する。この４分割したうちの１つ分の長さは、上述の計算結果にさらに１／４を乗ずることにより求められる。この結果、４分割のうちの１つの分の長さは、約０．９３ｍとなった。すなわち、表示部３１０の中心に被写体をとらえている状態を理想状態とした場合、被写体が中心から横方向にそれぞれ０．９３ｍずれたとしても、表示部３１０の中心付近に被写体をとらえることができる。被写体が中心から横方向に１ｍずれたとしても十分に被写体を表示部３１０内にとらえることができる。したがって、図６（ａ）に示すように、仰角マスクを行った状態で衛星数が約７個であれば、ユーザの満足度が高い画像を撮影することができる。

図６（ｂ）は、図６（ａ）の検証結果を、横軸を仰角マスクの閾値角度に設定したときのグラフである。仰角マスクの閾値角度では約１８〜２４°のときに第１ＧＰＳ受信機１００と第２ＧＰＳ受信機２００の相対位置誤差が最小になることが分かった。

＜その他の実施形態＞
上述の実施形態では、ＧＰＳ衛星５００からの信号のみを用いて位置の測位を行っていたが、被写体の加速度も併用するシステムであってもよい。

現在の一般的なＧＰＳ受信機の位置更新周期は１Ｈｚであり、速く動く被写体に対する追従性には限界があるという課題がある。この課題については、加速度センサとの併用で対策が可能である。加速度センサは直交する３軸全ての加速度を検出できることが望ましい。

加速度センサは、第１ＧＰＳ受信機に内蔵されていてもよく、第１ＧＰＳ受信機とは別に被写体が保持していてもよい。

加速度センサは、１ｋＨｚなどの速い周期で加速度を検出する。加速度の２回積分によって変位量が算出できるため、１Ｈｚ毎の被写体の変位量（移動量）をより正確に求めることができる。その結果、速く動く被写体を追従することが可能となる。

また、第１ＧＰＳ受信機１００による１Ｈｚ周期の位置算出結果に基づいて、次の時刻での被写体の位置を予測する構成にしてもよい。このとき、被写体が加速度センサを有していれば、被写体が急停止、急発進、動く方向が反転したなどの動きの概要も分かるため、加速度センサの情報を基に被写体の追従予測性能をより向上させることも可能である。

また、上述の実施形態では、カメラ３００が自動的に第１ＧＰＳ受信機１００を有する被写体を追従する場合を説明したが、測位システム１０は、撮影者が被写体を撮影する場合にも活用できる。具体的には、本実施形態ではカメラ３００から見た被写体の方角が精度よく分かるため、例えば、カメラ３００の背面液晶に、被写体がいる方角を表示させることができる。これによって、撮影者が被写体を見失っている場合でも、容易に撮影者が被写体を撮影することが可能となる。

本発明の実施形態は、前述の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の修正および変更が可能である。また、前述の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

本発明は、ＧＰＳを利用した測位システムに好適に利用することができる。

１０ 測位システム
１００ 第１ＧＰＳ受信機
１１０ 第１アンテナ
１２０ 第１演算部
１３０ 第１通信部
２００ 第２ＧＰＳ受信機
２１０ 第２アンテナ
２２０ 方位計
２３０ 第２演算部
２４０ 第２通信部
３００ カメラ
３１０ 光学系
３２０ マイコン
４００ 雲台
５００ 衛星
６００ カメラシステム

Claims (4)

1. 複数の衛星から送信される測位情報を受信する第１受信部と、前記第１受信部が受信した情報に基づいて、前記第１受信部の位置を算出する第１演算部と、を備える第１測位装置と、
   複数の衛星から送信される測位情報を受信する第２受信部と、前記第２受信部が受信した情報に基づいて、前記第２受信部の位置を算出する第２演算部と、を備える第２測位装置と、
   を備え、
   前記第１演算部は、
   前記第１受信部の位置情報に基づいて、前記複数の衛星のそれぞれの仰角を算出し、
   所定の仰角以上の位置にある衛星から送信された測位情報のみを用いて前記第１受信部の位置を算出し、
   前記第２演算部は、
   前記第２受信部の位置情報に基づいて、前記複数の衛星のそれぞれの仰角を算出し、
   所定の仰角以上の位置にある衛星から送信された測位情報のみを用いて前記第２受信部の位置を算出し、
   前記第１演算部または前記第２演算部は、
   前記第１演算部および第２演算部が算出した位置情報に基づいて、前記第１測位装置と前記第２測位装置の相対的な位置関係を算出する、
   測位システム。
2. 前記所定の仰角は、１８°以上２４°以下である、
   請求項１に記載の測位システム。
3. 前記所定の仰角は、前記複数の衛星が少なくとも６機以上含まれる角度である、
   請求項２に記載の測位システム。
4. 前記第１測位装置は、被写体に装着されており、
   前記第２測位装置は、撮像装置に備えられており、
   前記撮像装置は、
   撮影方向を検出する方位検出部と、
   前記方位検出部により検出された方位情報と、前記第１測位装置と前記第２測位装置との相対的な位置関係に基づいて、前記撮影装置の撮影方向を変更する方向変更部を有する、
   請求項１に記載の測位システム。