JP2016170124A - 移動体測位装置、及び移動体測位方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＭＵからの出力データとＧＰＳ受信機及びインドアＧＰＳ受信機からの出力データに基づいて移動体の速度、距離、位置をシームレス且つ高精度で算出可能な移動体測位装置、及び移動体測位方法を提供する。【解決手段】移動体測位装置は、慣性航法測位データとＧＰＳ測位データとインドアＧＰＳ測位データを受けて、その差分に基づいて慣性航法演算処理部３の補正値を推定し補正するカルマンフィルタ補正処理部４と、補正後の速度データを積分処理することで距離を算出する距離算出部５と、補正後の位置データを合成することで移動体の位置を算出する位置合成部６とを備え、カルマンフィルタ補正処理部４で求めた補正値を慣性航法演算処理部３にフィードバックしバイアス誤差を補正する。【選択図】図１

Description

この発明は、例えば自動車等の移動体の速度、距離、並びに位置等を測位するための移動体測位装置、及び移動体測位方法に関する。

従来、自動車の性能評価試験においては、ブレーキをかけた後の速度変化、並びに制動距離等を高精度で測定すること等が求められているが、測定時において移動体である自動車の位置等を測位するためにＧＰＳ（Global Positioning System）受信機による出力データを用いることが多い。

例えば、特許文献１では、加速度センサのオフセット誤差を状態量とし、観測値算出手段で算出される観測値を用い、オフセット誤差をカルマンフィルタにより推定し、このオフセット誤差を用いて車両姿勢を推定する技術が開示されている。

特開２０１３−１３２９６８号公報

しかしながら、上記従来技術では、オフセット誤差の推定にＧＰＳ受信機からのＧＰＳデータに基づいて算出することから、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ搬送波の受信状態が悪い環境下では、十分な精度での測定を行うことができなかった。

特に、自動車等の性能評価試験が実施される道路が屋内から屋外、更にまた屋内へと変化するような環境下にある場合、ＧＰＳ受信機による受信状態が不安定となり、シームレスに高精度な計測を行うことができなかった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、慣性センサの出力データとＧＰＳ受信部の出力データとインドアＧＰＳ受信部の出力データとに基づいて、移動体の速度、距離、位置の少なくともいずれかを、シームレス且つ高精度で算出する移動体測位装置、及び移動体測位方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る移動体測位装置は、慣性センサデータを出力する慣性センサと、ＧＰＳ測位データを出力するＧＰＳ受信部と、インドアＧＰＳ測位データを出力するインドアＧＰＳ受信部と、上記慣性センサデータを受けて慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力する慣性航法演算処理部と、上記慣性航法測位データと上記ＧＰＳ測位データと上記インドアＧＰＳ測位データを受けて、その差分に基づいて上記慣性航法演算処理部の補正値を推定し、当該慣性航法測位データとＧＰＳ測位データとインドアＧＰＳ測位データに係る速度データ及び位置データを補正するカルマンフィルタ補正処理部と、上記補正後の速度データを積分処理することで移動体の移動距離を算出する距離算出部と、上記補正後の上記ＧＰＳ測位データに係る位置データと上記補正後の上記インドアＧＰＳ測位データに係る位置データとを受け、それらを合成することで移動体の位置を算出する位置合成部と、を備え、上記カルマンフィルタ補正処理部で求めた補正値を上記慣性航法演算処理部にフィードバックし誤差を補正する。

さらに、本発明の他の態様に係る移動体測位方法は、慣性センサデータを出力するステップと、ＧＰＳ測位データを出力するステップと、インドアＧＰＳ測位データを出力するステップと、上記慣性センサデータを受けて慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力するステップと、上記慣性航法測位データと上記ＧＰＳ測位データと上記インドアＧＰＳ測位データを受け、その差分に基づいて上記慣性航法演算処理部の補正値を推定し、当該慣性航法測位データとＧＰＳ測位データとインドアＧＰＳ測位データに含まれる速度データ及び位置データを補正するステップと、上記補正後の速度データを積分処理することで距離を算出するステップと、上記補正後の上記ＧＰＳ測位データに係る位置データと上記補正後の上記インドアＧＰＳ測位データに係る位置データとを受け、それらを合成することで移動体の位置を算出するステップと、上記カルマンフィルタ補正処理部で求めた補正値を上記慣性航法演算処理部にフィードバックし誤差を補正するステップと、を有する。

本発明によれば、慣性センサの出力データとＧＰＳ受信部の出力データとインドアＧＰＳ受信部の出力データとに基づいて、移動体の速度、距離、位置の少なくともいずれかを、シームレス且つ高精度で算出可能な移動体測位装置、及び移動体測位方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る移動体測位装置の構成図。 本発明の一実施形態に係る移動体測位装置の処理手順を示す図。 本発明の一実施形態に係る移動体測位装置の適用例を示す図。 本実施形態による算出値と速度センサによる実測値との関係を示す図。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。

本発明の一実施形態に係る移動体測位装置は、慣性センサの出力データに対して慣性航法演算処理を行って慣性航法測位データを算出し、ＧＰＳ受信部によりＧＰＳ測位データを算出し、インドアＧＰＳ測位データによりインドアＧＰＳ測位データを算出する。そして、慣性航法測位データと、ＧＰＳ測位データと、インドアＧＰＳ測位データとをカルマンフィルタ処理することで、位置誤差、速度誤差、姿勢誤差、並びに慣性センサのバイアス誤差を得て、これら誤差に基づいて上記測位データに含まれる位置データや速度データを補正する。バイアス誤差については、慣性航法演算処理側にフィードバックされる。そして、カルマンフィルタ処理による補正後の位置データ、速度データを出力し、距離を算出し、更にはＧＰＳ測位データとインドアＧＰＳ測位データを合成して適正位置を算出する。これにより、移動体の測位を行うものである。

図１には本発明の一実施形態に係る移動体測位装置の構成を示し説明する。
この図１に示されるように、移動体測位装置１は、演算制御部２と、慣性センサとしてのＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）８と、ＧＰＳ受信部９と、インドアＧＰＳ受信部１１と、記憶部１３と、出力部１４と、表示部７とを備えている。ＩＭＵ８は、加速度センサ８ａとジャイロセンサ８ｂを少なくとも備えている。ＧＰＳ受信部９は受信アンテナ１０を備え、インドアＧＰＳ受信部１１は受信アンテナ１２を備えている。

演算制御部２は、記憶部１３に予め記憶されている制御プログラムを読み出し実行することで、慣性航法演算処理部３、カルマンフィルタ補正処理部４、距離算出部５、そして位置合成部６として機能する。尚、記憶部１３は、上記制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）や、当該プログラム実行領域となるＲＡＭ（Random Access Memory）などを概念上含む。

ＩＭＵ８において、加速度センサ８ａは、移動体の室内や屋根などに載置され、ｘｙｚの３軸の移動体の加速度を測定し、加速度データを出力する。この加速度センサ８ａとしては、水晶の振動型センサやＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）センサを用いることができる。ＩＭＵ８において、ジャイロセンサ８ｂは、移動体の室内や屋根などに載置され、水晶の振動型センサやＭＥＭＳセンサを用いて、ｘｙｚの３軸まわりの回転角速度を検出し、角速度データを出力する。例えば、ｘｙｚ軸まわりの回転角速度を求めるべく複数のセンサが設けられる。その場合、各軸まわりの回転角速度の角速度データの出力を得る。これら加速度データ、角速度データを慣性センサデータと総称する。

ＧＰＳ受信部９は、受信アンテナ１０を介してＧＰＳ衛星からの信号（即ち、ＧＰＳ搬送波）を受信して、移動体の位置（緯度、経度、高度）、速度、方位を表すＧＰＳ測位データを出力する。このＧＰＳ測位データには、受信状態や受信時刻等を示すステータスデータも含まれている。

インドアＧＰＳ受信部１１は、インドアＧＰＳ用送信機（無線送信機）から出力される搬送波をＧＰＳ受信機と同じ計算原理に基づき処理する所謂屋内ＧＰＳ受信部である。例えば、屋内試験場等では、ＧＰＳ衛星からの受信確度が低くなることから複数のインドアＧＰＳ用送信機を予め所定間隔で設置し、３つ以上の送信機との相対的な位置関係から移動体の位置情報を取得するものである。インドアＧＰＳ受信部１１は、ｘｙｚ座標系における位置データをインドアＧＰＳ測位データとして出力する。このインドアＧＰＳ測位データにも、受信状態や受信時刻等を示すステータスデータが含まれている。

演算制御部２では、慣性航法演算処理部３が、ＩＭＵ８の加速度センサ８ａからの加速度データ、ジャイロセンサ８ｂからの角速度データを受け、これら慣性センサデータに対して慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力する。尚、慣性航法演算処理部３は、水平前後加速度も算出し、記憶部１３に記憶すると共に、演算制御部２により記憶部１３から適宜読み出して出力部１４より出力する。

カルマンフィルタ補正処理部４は、慣性航法演算処理部３から出力された慣性航法測位データとＧＰＳ受信機９から出力されたＧＰＳ測位データと、インドアＧＰＳ受信部１１から出力されたインドアＧＰＳ測位データとを受け、それらの差分を求め、それぞれの信頼性により確率的に最も正しい値となるように、状態量である補正値を推定する。この補正値は、位置誤差、速度誤差に関する補正値に加えて、姿勢誤差、加速度センサ８ａやジャイロセンサ８ｂのバイアス誤差等に係る補正値を含んでよい。

こうして、カルマンフィルタ補正処理部４は、バイアス誤差に係る補正値等を慣性航法演算処理部３にフィードバックする。ゆえに、これ以降、慣性航法演算処理部３では補正値に基づいてバイアス誤差が適正に調整される。その一方で、カルマンフィルタ補正処理部４は、補正後の速度データを記憶部１３に記憶すると共に、距離算出部５に出力する。さらに、カルマンフィルタ補正処理部４は、補正後の位置データを位置合成部６に出力する。

即ち、このように、カルマンフィルタ補正処理部４は、ＧＰＳ受信部９からのＧＰＳ測位データ、インドアＧＰＳ受信部１１からのインドアＧＰＳ測位データ、そして慣性航法演算処理部３からの慣性航法測位データを受け、位置差や速度差等から、慣性航法演算処理部３にどの程度の大きさの誤差があるのかを推定し、補正先である慣性航法演算処理部３にフィードバックする。この補正値のフィードバックを受けて、慣性航法演算処理部３の出力は補正を受け、以降、バイアス等の誤差が補正される。

なお、カルマンフィルタ補正処理部４による処理に際しては、慣性航法演算処理部３からの慣性航法測位データに含まれる時刻情報と、ＧＰＳ受信部９からのＧＰＳ測位データ及びインドアＧＰＳ受信部１１からのインドアＧＰＳ測位データの中のステータスデータに含まれる受信時刻の情報との対応関係に基づき、同期がとられてよい。

このような補正の過程において、カルマンフィルタ補正処理部４は、ＧＰＳ受信部９からのＧＰＳ測位データ、及びインドアＧＰＳ受信部１１からのインドアＧＰＳ測位データに含まれるステータスデータを参照して、受信状態のよい測位データを位置誤差、速度誤差等の補正に際して優先的に用いる。例えば、屋内のようにＧＰＳ測位データの受信状態が悪い状況下では、インドアＧＰＳ測位データを優先して用い、建屋に囲まれた環境ではＧＰＳ測位データの受信状態が不十分な場合もあるので、インドアＧＰＳ測位データを兼用して補正処理を行う。これによれば、シームレスな計測に対応可能となると共に補正の精度が高まることとなる。

距離算出部５は、カルマンフィルタ補正処理部４から出力された補正後の速度データを積分処理することで距離を算出する。位置合成部６は、カルマンフィルタ補正処理部４より出力された補正後のＧＰＳ受信部９による測位データ（緯度、経度、高度）とインドアＧＰＳ受信部１１による測位データ（位置）を受け、それらを合成することで移動体の位置を高精度で算出することになる。

これら速度データ、距離データ、及び位置データは、記憶部１３に記憶されると共に、演算制御部２により記憶部１３から適宜読み出されて出力部１４より出力される。あるいは、表示部７に測位結果として表示されてもよい。この表示部７の表示によれば、例えば移動体がブレーキを掛けた位置から実際に停止するまでの位置、及びその制動距離、並びにブレーキをかけてから停止するまでの速度変化や加速度変化をレビューすることができるので、移動体の評価実験には好適である。

以下、図２のフローチャートを参照して、本発明の一実施形態に係る移動体測位装置による処理手順を説明する。これは、本実施形態に係る移動体測位方法にも相当する。

処理を開始すると、慣性センサとしてのＩＭＵ８により慣性センサデータを取得し（Ｓ１）、慣性航法演算処理部３により、当該慣性センサデータに対して慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力する（Ｓ２）。

続いて、ＧＰＳ受信部９により、受信アンテナ１０を介してＧＰＳ測位データを検出したか否かを判断し（Ｓ３）、ＧＰＳ測位データを検出した場合（Ｓ３をＹＥＳ）、当該ＧＰＳ測位データの同期処理を行う（Ｓ４）。検出しない場合（Ｓ３をＮＯ）、ステップＳ４をスキップしてステップＳ５に移行する。そして、インドアＧＰＳ受信部１１により、受信アンテナ１２を介してインドアＧＰＳ測位データを検出したか否かを判断し（Ｓ５）、インドアＧＰＳ測位データを検出した場合（Ｓ５をＹＥＳ）、当該インドアＧＰＳ測位データの同期処理を行う（Ｓ６）。検出しない場合（Ｓ５をＮＯ）、ステップＳ６をスキップしてステップＳ７に移行する。

この同期処理（Ｓ４，Ｓ６）は、慣性航法測位データと、ＧＰＳ測位データ、インドアＧＰＳ測位データの対応付けを行うために、必要となっている。それぞれの測位データに含まれる時刻情報に基づいて行うこととしてよい。

続いて、カルマンフィルタ補正処理部４は、慣性航法演算処理部３からの慣性航法測位データ、ＧＰＳ受信部９からのＧＰＳ測位データ、インドアＧＰＳ受信部１１からのインドアＧＰＳ測位データを受け、位置差や速度差等から、慣性航法演算処理部３にどの程度の大きさの誤差があるのかを推定し、補正処理を行う（Ｓ７）。

そして、カルマンフィルタ補正処理部４は、この補正値を補正先である慣性航法演算処理部３にフィードバックする（Ｓ８）。この補正値のフィードバックを受けて、慣性航法演算処理部３の出力は補正を受け、以降、バイアス等の誤差が補正される。なお、このステップＳ８では、補正後の速度データが記憶部１３に記憶されると共に、各部５，６に送られることになる。

このステップＳ７の補正に際しては、カルマンフィルタ補正処理部４は、ＧＰＳ受信部９からのＧＰＳ測位データ、及びインドアＧＰＳ受信部１１からのインドアＧＰＳ測位データに含まれるステータスデータを参照して、受信状態のよい測位データを位置誤差、速度誤差の補正に際して用いることとし、補正の精度を高めている。

次に距離算出部５は、カルマンフィルタ補正処理部４から出力された補正後の速度データを積分処理することで距離を算出する（Ｓ９）。

そして、位置合成部６は、カルマンフィルタ補正処理部４より出力された補正後のＧＰＳ受信部９による測位データ（緯度、経度、高度）とインドアＧＰＳ受信部１１による測位データ（位置）を受け、それらを合成することで移動体の位置（ｘｙｚ位置）を高精度で算出する（Ｓ１０）。以上で、移動体の測位に係る一連の処理を終了する。

ここで、上記ステップＳ１０で算出される移動体の位置は、緯度、経度、及び高度ではなく、ｘｙｚ座標系における移動体の位置である。すなわち、この場合のｘｙｚ座標系の原点（０，０，０）は、移動体測位装置の電源を入れ起動した場所の座標であり、その原点からの相対位置をｘｙｚ位置として算出する。そのため、ＧＰＳ受信部９、及びインドアＧＰＳ受信部１１による測位ができない領域を跨いで移動体が移動しても、ＩＭＵ８の出力のみを用いて位置の算出を続けることが可能となる。

次に、図３の概念図を参照して、カルマンフィルタ補正処理部４における補正処理に際して、ＧＰＳ測位データとインドアＧＰＳ測位データのいずれを優先するのか、基本的な考え方を詳述する。

図３には、大きく３種類の環境下における受信状態を示している。先ず、領域Ａは屋外の環境を示しており、当該領域ＡではＧＰＳ受信部９によるＧＰＳ衛星からのＧＰＳ搬送波の受信状態が良好であるので、カルマンフィルタ補正処理部４は、ＧＰＳ測位データに基づいてカルマンフィルタ補正処理を行う。

一方、領域Ｂ１は、道路の過程に配設された橋、或は屋内の環境を示しており、当該領域Ｂ１では、ＧＰＳ受信部９によるＧＰＳ衛星からのＧＰＳ搬送波の受信状態が悪い。そこで、カルマンフィルタ補正処理部４は、インドアＧＰＳ受信部１１と予め設置されたインドアＧＰＳ用送信機１００ａ〜１００ｆとの通信により得たインドアＧＰＳ測位データに基づいてカルマンフィルタ補正処理を行う。その場合、インドアＧＰＳ受信部１１は、例えば移動体の移動の過程で最至近となる３つのインドアＧＰＳ送信機との間でリアルタイムに通信を行い、インドアＧＰＳ測位データを得る。

領域Ｂ２は、テストコース上に設けられた建屋に囲まれた道路を示しており、当該領域Ｂ２では、ＧＰＳ受信部９がＧＰＳ衛星からのＧＰＳ搬送波を受信することはできるものの、受信状態が良好ではない。そこで、インドアＧＰＳ受信部１１によるインドアＧＰＳ測位データも加味する。即ち、カルマンフィルタ補正処理部４は、ＧＰＳ受信部８により得たＧＰＳ測位データと、インドアＧＰＳ受信部１１により予め設置されたインドアＧＰＳ送信機１０１ａ〜１０１ｆとの通信により得たインドアＧＰＳ測位データとに基づいてカルマンフィルタ補正処理を行う。この場合も、インドアＧＰＳ受信部１１は、例えば移動体の移動の過程で最至近となる３つのインドアＧＰＳ送信機との間でリアルタイムに通信を行い、インドアＧＰＳ測位データを得る。

領域Ｃ１，Ｃ２は、屋内から屋外への切り替わりの領域、或は屋外から建屋に囲まれた道路への切り替わりに領域に相当するが、この切り替わりの領域では、ＧＰＳ受信部８によるＧＰＳ測位データも、インドアＧＰＳ受信部１１によるインドアＧＰＳ測位データも得ることができるので、双方を用いて、カルマンフィルタ補正処理の精度を高めることとしてよい。その場合、ＧＰＳ測位データと、インドアＧＰＳ測位データとに、所定の重み付けを行って演算処理に用いることとしてもよい。

このように、屋内、屋外、更には屋内から屋外への切り替わりの領域のいずれにおいても、ＧＰＳ測位データ、及びインドアＧＰＳ測位データを使い分けて慣性航法測位データに対して好適なカルマンフィルタ補正処理を行い、補正量を推定し、適正な補正をかけることができるので、移動体の測位を高精度且つシームレスに行うことが可能となる。

最後には、図４には本実施形態に係る移動体測位装置により計測した算定値と、光学式速度センサで計測した実測値との関係を示す。同図において、横軸は時間、縦軸は速度を示しており、移動体の速度を急激に高めていき、所定のタイミング（時間）でブレーキをかけて、速度を減速し、移動体が停止するまでの速度変化を示している。図４からも明らかなように、本実施形態により計測した算定値は、光学式速度センサで計測した実測値と略一致しており、その精度は良好であることがわかる。

以上説明した本発明の実施形態によれば以下の効果が奏される。

１．慣性センサデータを出力する慣性センサとしてのＩＭＵ（８）と、ＧＰＳ測位データを出力するＧＰＳ受信部（９）と、インドアＧＰＳ測位データを出力するインドアＧＰＳ受信部（１１）と、慣性センサデータを受けて慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力する慣性航法演算処理部（３）と、慣性航法測位データとＧＰＳ測位データとインドアＧＰＳ測位データを受けて、その差分に基づいて慣性航法演算処理部の補正値を推定し、当該慣性航法測位データとＧＰＳ測位データとインドアＧＰＳ測位データに係る速度データ及び位置データを補正するカルマンフィルタ補正処理部（４）と、補正後の速度データを積分処理することで距離を算出する距離算出部（６）と、補正後の上記ＧＰＳ測位データに係る位置データと上記補正後の上記インドアＧＰＳ測位データに係る位置データとを受け、それらを合成することで移動体の位置を算出する位置合成部（７）とを備え、カルマンフィルタ補正処理部（４）で求めた補正値を慣性航法演算処理部（３）にフィードバックしバイアス誤差等の誤差を補正する移動体測位装置が提供されることになる。

従って、ＩＭＵからの出力データとＧＰＳ受信部及びインドアＧＰＳ受信部からの出力データに基づいて移動体の速度、距離、位置を高精度で算出することが可能となる。特にインドアＧＰＳ測位データも用いているので、従来は測定不能であった屋内においても移動体の測位が可能となる。

ここで、カルマンフィルタ補正処理部（４）は、ＧＰＳ受信部（９）からのＧＰＳ測位データ及びインドアＧＰＳ受信部（１１）からのインドアＧＰＳ測位データにそれぞれ含まれるステータスデータを参照して、受信状態のよい測位データを当該補正に際して用いることとしてもよい。

従って、この場合には、ＧＰＳ受信部（９）による受信状態が悪い屋内などの環境下ではインドアＧＰＳ受信部（１１）によるインドアＧＰＳ測位データを優先してカルマンフィルタ補正処理において用いることができるので、その結果として誤差の検出精度が高まり、ひいては補正精度が高まることになる。また、屋外から屋内、更に再び屋外と連続する環境下においてもシームレスな測位が可能となる。

２．慣性センサデータを出力するステップ（Ｓ１）と、ＧＰＳ測位データを出力するステップ（Ｓ３）と、インドアＧＰＳ測位データを出力するステップ（Ｓ５）と、慣性センサデータを受けて慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力するステップ（Ｓ２）と、慣性航法測位データとＧＰＳ測位データとインドアＧＰＳ測位データを受け、その差分に基づいて慣性航法演算処理部の補正値を推定し、当該慣性航法測位データとＧＰＳ測位データとインドアＧＰＳ測位データに含まれる速度データ及び位置データを補正するステップ（Ｓ７）と、補正後の速度データを積分処理することで距離を算出するステップ（Ｓ９）と、補正後の上記ＧＰＳ測位データに係る位置データと補正後のインドアＧＰＳ測位データに係る位置データとを受けて、それらを合成することで移動体の位置を算出するステップ（Ｓ１０）と、カルマンフィルタ補正処理部で求めた補正値を慣性航法演算処理部にフィードバックし誤差を補正するステップ（Ｓ８）と、を有する移動体測位方法が提供される。

従って、ＩＭＵからの出力データとＧＰＳ受信部及びインドアＧＰＳ受信部からの出力データに基づいて移動体の速度、距離、位置を高精度で算出することが可能となる。特にインドアＧＰＳ測位データも用いているので、従来は測定不能であった屋内においても移動体の測位が可能となる。

ここで、補正するステップでは、ＧＰＳ測位データ及びインドアＧＰＳ測位データにそれぞれ含まれるステータスデータを参照して、受信状態のよい測位データを当該補正に際して用いることとしてもよい。

従って、この場合には、ＧＰＳ測位データの受信状態が悪い屋内などの環境下では、インドアＧＰＳ測位データを優先して補正処理において用いることができるので、その結果として誤差の検出精度が高まり、ひいては補正精度が高まる。また、屋外から屋内、更に再び屋外と連続する環境下においてもシームレスな測位が可能となる。

以上、本発明の一つの実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能である。

例えば、移動体測位装置及び移動体測位方法のほか、移動体測位装置の演算制御部を慣性航法演算処理部３、カルマンフィルタ補正処理部４、距離算出部５、そして位置合成部６として機能させるためのコンピュータプログラム、及び当該コンピュータプログラムをコンピュータにより読み取り可能に記憶した記憶媒体としての実施も可能であることは勿論である。

この場合、コンピュータが、慣性センサデータを受けて慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力する慣性航法演算処理部（３）、慣性航法測位データとＧＰＳ測位データとインドアＧＰＳ測位データを受けて、その差分に基づいて慣性航法演算処理部の補正値を推定し当該慣性航法測位データとＧＰＳ測位データとインドアＧＰＳ測位データに係る速度データ及び位置データを補正するカルマンフィルタ補正処理部（４）、補正後の速度データを積分処理することで距離を算出する距離算出部（６）、補正後の上記ＧＰＳ測位データに係る位置データと上記補正後の上記インドアＧＰＳ測位データに係る位置データとを受け、それらを合成することで移動体の位置を算出する位置合成部（７）として機能し、さらにカルマンフィルタ補正処理部（４）で求めた補正値を慣性航法演算処理部（３）にフィードバックしバイアス誤差等の誤差を補正するコンピュータプログラム、及びそれを記憶した記憶媒体が提供される。

１ 移動体測位装置
２ 演算制御部
３ 慣性航法演算処理部
４ カルマンフィルタ補正処理部
５ 距離算出部
６ 位置合成部
７ 表示部
８ ＩＭＵ
８ａ 加速度センサ
８ｂ ジャイロセンサ
９ ＧＰＳ受信部
１０ 受信アンテナ
１１ インドアＧＰＳ受信部
１２ 受信アンテナ
１３ 記憶部
１４ 出力部

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る移動体測位装置は、慣性センサデータを出力する慣性センサと、ＧＰＳ測位データを出力するＧＰＳ受信部と、インドアＧＰＳ測位データを出力するインドアＧＰＳ受信部と、上記慣性センサデータを受けて慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力する慣性航法演算処理部と、上記慣性航法測位データと上記ＧＰＳ測位データと上記インドアＧＰＳ測位データを受けて、その差分に基づいて上記慣性航法演算処理部の補正値を推定し、当該慣性航法測位データとＧＰＳ測位データとインドアＧＰＳ測位データに係る速度データ及び位置データを補正するカルマンフィルタ補正処理部と、上記補正後の速度データを積分処理することで移動体の移動距離を算出する距離算出部と、上記補正後の上記ＧＰＳ測位データに係る位置データと上記補正後の上記インドアＧＰＳ測位データに係る位置データとを受け、それらを重み付け加算することで移動体の位置を算出する位置合成部と、を備え、上記カルマンフィルタ補正処理部で求めた補正値を上記慣性航法演算処理部にフィードバックし誤差を補正し、上記補正後の上記ＧＰＳ測位データに係る位置データは緯度、経度、高度に係るものであり、上記補正後の上記インドアＧＰＳ測位データに係る位置データはｘｙｚ座標系における位置であり、前記位置合成部で算出する位置とは、電源投入時の位置を原点とする上記ｘｙｚ座標系における移動体の位置である。

さらに、本発明の他の態様に係る移動体測位方法は、慣性センサデータを出力するステップと、ＧＰＳ測位データを出力するステップと、インドアＧＰＳ測位データを出力するステップと、上記慣性センサデータを受けて慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力するステップと、上記慣性航法測位データと上記ＧＰＳ測位データと上記インドアＧＰＳ測位データを受け、その差分に基づいて上記慣性航法演算処理部の補正値を推定し、当該慣性航法測位データとＧＰＳ測位データとインドアＧＰＳ測位データに含まれる速度データ及び位置データを補正するステップと、上記補正後の速度データを積分処理することで距離を算出するステップと、上記補正後の上記ＧＰＳ測位データに係る位置データと上記補正後の上記インドアＧＰＳ測位データに係る位置データとを受け、それらを重み付け加算することで移動体の位置を算出するステップと、上記カルマンフィルタ補正処理部で求めた補正値を上記慣性航法演算処理部にフィードバックし誤差を補正するステップと、を有し、上記補正後の上記ＧＰＳ測位データに係る位置データは緯度、経度、高度に係るものであり、上記補正後の上記インドアＧＰＳ測位データに係る位置データはｘｙｚ座標系における位置であり、上記算出する移動体の位置とは、電源投入時の位置を原点とする上記ｘｙｚ座標系における移動体の位置である。

Claims (4)

1. 慣性センサデータを出力する慣性センサと、
   ＧＰＳ測位データを出力するＧＰＳ受信部と、
   インドアＧＰＳ測位データを出力するインドアＧＰＳ受信部と、
   上記慣性センサデータを受けて慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力する慣性航法演算処理部と、
   上記慣性航法測位データと上記ＧＰＳ測位データと上記インドアＧＰＳ測位データを受けて、その差分に基づいて上記慣性航法演算処理部の補正値を推定し、当該慣性航法測位データとＧＰＳ測位データとインドアＧＰＳ測位データに係る速度データ及び位置データを補正するカルマンフィルタ補正処理部と、
   上記補正後の速度データを積分処理することで距離を算出する距離算出部と、
   上記補正後の上記ＧＰＳ測位データに係る位置データと上記補正後の上記インドアＧＰＳ測位データに係る位置データとを受け、それらを合成することで移動体の位置を算出する位置合成部と、を備え、
   上記カルマンフィルタ補正処理部で求めた補正値を上記慣性航法演算処理部にフィードバックし誤差を補正する
   移動体測位装置。
2. 上記カルマンフィルタ補正処理部は、上記ＧＰＳ受信部からの上記ＧＰＳ測位データ及び上記インドアＧＰＳ受信部からの上記インドアＧＰＳ測位データにそれぞれ含まれるステータスデータを参照して、受信状態のよい測位データを当該補正に際して用いる
   請求項１に記載の移動体測位装置。
3. 慣性センサデータを出力するステップと、
   ＧＰＳ測位データを出力するステップと、
   インドアＧＰＳ測位データを出力するステップと、
   上記慣性センサデータを受けて慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力するステップと、
   上記慣性航法測位データと上記ＧＰＳ測位データと上記インドアＧＰＳ測位データを受け、その差分に基づいて上記慣性航法演算処理部の補正値を推定し、当該慣性航法測位データとＧＰＳ測位データとインドアＧＰＳ測位データに含まれる速度データ及び位置データを補正するステップと、
   上記補正後の速度データを積分処理することで距離を算出するステップと、
   上記補正後の上記ＧＰＳ測位データに係る位置データと上記補正後の上記インドアＧＰＳ測位データに係る位置データとを受けて、それらを合成することで移動体の位置を算出するステップと、
   上記カルマンフィルタ補正処理部で求めた補正値を上記慣性航法演算処理部にフィードバックし誤差を補正するステップと、を有する
   移動体測位方法。
4. 上記補正するステップでは、上記ＧＰＳ測位データ及びインドアＧＰＳ測位データにそれぞれ含まれるステータスデータを参照して、受信状態のよい測位データを当該補正に際して用いる
   請求項３に記載の移動体測位方法。