JP2017083423A

JP2017083423A - 移動局及びこれを用いた埋設物可視化システム

Info

Publication number: JP2017083423A
Application number: JP2016108560A
Authority: JP
Inventors: 昌利宇野; Masatoshi Uno; 西村　晋一; Shinichi Nishimura; 晋一西村; 尚幸荒木; Naoyuki Araki; 浩三木; Hiroshi Miki; 新二石田; Shinji Ishida; 邦治西原; Kuniharu Nishihara; 碧清水; Midori Shimizu
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp; Ryoyu Systems Co Ltd
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp; Ryoyu Systems Co Ltd
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2017-05-18

Abstract

【課題】迅速に移動局の自己位置を特定し、該自己位置から地図情報と埋設物情報とを重ね合わせ表示することができる移動局及びこれを用いた埋設物可視化システムを提供すること。【解決手段】移動局２０は、ＧＮＳＳアンテナＡ２を介して自己位置におけるＧＮＳＳ観測情報を受信するとともに、基地局１０の基準点におけるＧＮＳＳ補正観測情報を取得して前記ＧＮＳＳ観測情報と前記ＧＮＳＳ補正観測情報とをもとに自己位置を計算する測位計算部３１が内蔵された受信機Ｒ２と、地図情報２４と埋設物情報２３とを保持し、ネットワークＮを介して基地局１０から前記ＧＮＳＳ補正観測情報を取得して受信機Ｒ２に出力するとともに、測位計算部３１で計算された自己位置に対応する地図情報２４の位置と埋設物情報２３の位置とを照合し、照合した位置で、方角及び縮尺を一致させた地図情報２４と埋設物情報２３とを重ね合わせ表示するタブレット端末２と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、迅速に移動局の自己位置を特定し、該自己位置から地図情報と埋設物情報とを重ね合わせ表示することができる移動局及びこれを用いた埋設物可視化システムに関する。

従来から、例えば、住宅街の道路地中に埋設されている直視できない不可視物である上水道管設備の補修点検あるいは部分交換作業を実施する際、上水道管の埋設位置、形状などや、水漏れ事故発生時の水漏れ箇所の特定を可能にするものがある（特許文献１参照）。これは、建物の図面などを携帯用端末装置に入れておき、建物内の位置を検出し、携帯用端末装置を向けた方向の壁内部の配管などを透けてみえるようにするものである。

特開２０１４−１５３９６７号公報

ここで、上述した携帯用端末装置、例えばタブレット端末を用いて屋外での位置検出を行う場合、タブレット端末に内蔵されたＧＰＳ機能によって位置検出を行うことになる。この場合、位置誤差が数ｍあるため、地図情報と屋外の埋設物情報とを重ね合わせ表示しても、基準位置が異なるため、操作者が満足する埋設物可視化表示を行うことができない。

操作者が満足する屋外での埋設物可視化表示を行うためには、さらに位置検出精度を高める必要がある。この位置検出精度を高めるためには、例えば、干渉測位方式であるＲＴＫ測位方式（Real Time Kinematic GPS）を用いることができる。

しかし、干渉測位方式では、基地局側のサーバに移動局側の観測データを送り、サーバで測位計算を行った後、この測位データを移動局に送る必要がある。そして、このサーバを介した移動局と基地局との間の送受信時間のタイムラグは大きく、迅速に屋外での埋設物可視化表示を行うことができないという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、迅速に移動局の自己位置を特定し、該自己位置から地図情報と埋設物情報とを重ね合わせ表示することができる移動局及びこれを用いた埋設物可視化システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる移動局は、ＧＮＳＳアンテナを介して自己位置におけるＧＮＳＳ観測情報を受信するとともに、基地局の基準点におけるＧＮＳＳ補正観測情報を取得して前記ＧＮＳＳ観測情報と前記ＧＮＳＳ補正観測情報とをもとに自己位置を計算する測位計算部が内蔵された受信機と、地図情報と埋設物情報とを保持し、ネットワークを介して前記基地局から前記ＧＮＳＳ補正観測情報を取得して前記受信機に出力するとともに、前記測位計算部で計算された自己位置に対応する前記地図情報の位置と前記埋設物情報の位置とを照合し、照合した位置で、方角及び縮尺を一致させた前記地図情報と前記埋設物情報とを重ね合わせ表示するタブレット端末と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる移動局は、上記の発明において、前記受信機は、携帯型であり、前記受信機のＧＮＳＳアンテナは、ウェアラブル装置であることを特徴とする。

また、本発明にかかる移動局は、上記の発明において、前記測位計算部は、干渉測位方式によって自己位置を計算することを特徴とする。

また、本発明にかかる埋設物可視化システムは、第１のＧＮＳＳアンテナを介して自己位置におけるＧＮＳＳ観測情報を受信するとともに、基地局の基準点におけるＧＮＳＳ補正観測情報を取得して前記ＧＮＳＳ観測情報と前記ＧＮＳＳ補正観測情報とをもとに自己位置を計算する測位計算部が内蔵された受信機と、地図情報と埋設物情報とを保持し、ネットワークを介して前記基地局から前記ＧＮＳＳ補正観測情報を取得して前記受信機に出力するとともに、前記測位計算部によって計算された自己位置に対応する前記地図情報の位置と前記埋設物情報の位置とを照合し、照合した位置で、方角及び縮尺を一致させた前記地図情報と前記埋設物情報とを重ね合わせ表示するタブレット端末と、を有した移動局と、前記基準点における第２のＧＮＳＳアンテナを介して前記ＧＮＳＳ補正観測情報を受信して前記タブレット端末に送信する基地局と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる埋設物可視化システムは、第１のＧＮＳＳアンテナを介して自己位置におけるＧＮＳＳ観測情報を受信する受信機と、地図情報と埋設物情報とを保持し、前記受信機から入力された前記ＧＮＳＳ観測情報をネットワークを介して測位サーバに出力するとともに、前記測位サーバから入力された自己位置に対応する前記地図情報の位置と前記埋設物情報の位置とを照合し、照合した位置で、方角及び縮尺を一致させた前記地図情報と前記埋設物情報とを重ね合わせ表示するタブレット端末と、を有した１以上の移動局と、前記ネットワークに接続され、前記基準点における第２のＧＮＳＳアンテナを介して前記ＧＮＳＳ補正観測情報を受信して前記測位サーバに送信する基地局と、前記ネットワークに接続され、前記ＧＮＳＳ観測情報と前記ＧＮＳＳ補正観測情報とをもとに前記移動局の自己位置を計算する測位計算部を有し、該測位計算部が計算した前記移動局の自己位置を前記移動局の前記タブレット端末に送信する測位サーバと、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる埋設物可視化システムは、上記の発明において、前記移動局の受信機は、携帯型であり、前記第１のＧＮＳＳアンテナは、ウェアラブル装置であることを特徴とする。

また、本発明にかかる埋設物可視化システムは、上記の発明において、前記測位計算部は、干渉測位方式によって自己位置を計算することを特徴とする。

本発明によれば、移動局側の受信機が、ＧＮＳＳアンテナを介して自己位置におけるＧＮＳＳ観測情報を受信するとともに、基地局の基準点におけるＧＮＳＳ補正観測情報を取得して前記ＧＮＳＳ観測情報と前記ＧＮＳＳ補正観測情報とをもとに自己位置を計算する測位計算部を内蔵しているので、移動局側で迅速に自己位置を特定することができ、移動局側のタブレット端末は、前記測位計算部で計算された自己位置に対応する地図情報の位置と埋設物情報の位置とを照合し、照合した位置で、方角及び縮尺を一致させた前記地図情報と前記埋設物情報とを迅速に重ね合わせ表示することができる。

図１は、本発明の実施の形態１である埋設物可視化システムの概要構成を示す模式図である。図２は、図１に示した埋設物可視化システムの構成を示すブロック図である。図３は、図１に示した移動局における埋設物可視化処理手順を示すフローチャートである。図４は、タブレット端末に表示された重ね合わせ表示と現場との関係を示す図である。図５は、本発明の実施の形態２である埋設物可視化システムの概要構成を示す模式図である。図６は、図５に示した埋設物可視化システムの構成を示すブロック図である。図７は、図５に示した埋設物可視化システムによる埋設物可視化処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１である埋設物可視化システム１の概要構成を示す模式図である。また、図２は、図１に示した埋設物可視化システム１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、埋設物可視化システム１は、干渉測位方式であるＲＴＫ測位方式を採用するため、５つのＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星Ｓを必要とする。

図１及び図２に示すように、基地局１０及び移動局２０はそれぞれインターネットなどのネットワークＮに接続される。基地局１０は、各ＧＮＳＳ衛星Ｓから送出される信号を、ＧＮＳＳアンテナＡ１を介して受信する受信機Ｒ１、及び、受信機Ｒ１で受信した基地局１０のＧＮＳＳ観測情報を、ネットワークＮを介して移動局２０側に送信する処理を行うサーバ１１を有する。

移動局２０は、各ＧＮＳＳ衛星Ｓから送出される信号を、ＧＮＳＳアンテナＡ２を介して受信する受信機Ｒ２、及び、ネットワークＮ及び受信機Ｒ２に接続されるタブレット端末２を有する。タブレット端末２は、ネットワークＮを介して基地局１０のＧＮＳＳ観測情報（ＧＮＳＳ補正観測情報）を受信し、このＧＮＳＳ補正観測情報を受信機Ｒ２に送出する。受信機Ｒ２は、測位計算部３１を有する。すなわち、受信機Ｒ２は、受信機能と測位計算機能とを有する。測位計算部３１は、受信機Ｒ２が受信したＧＮＳＳ観測情報と、タブレット端末２から送られたＧＮＳＳ補正観測情報とをもとに、ＧＮＳＳアンテナＡ２の位置、すなわち、移動局２０の位置を計算する。具体的に、ＲＴＫ測位方式では、各受信機Ｒ１，Ｒ２間の搬送波位相をもとに移動局２０の位置を計算する。ただし、各受信機Ｒ１，Ｒ２間に存在する搬送波の波数がいくつ存在するかわからないので、存在する搬送波の波数（整数値バイアス）を決定する必要がある。この整数値バイアスの決定は、ＧＮＳＳ補正観測情報をもとに、推測を行った後、収束解を求める。この収束解は、誤差が数ｃｍ程度の高い精度である。

受信機Ｒ２は、人が携帯できる携帯型のものである。また、受信機Ｒ２に接続されるＧＮＳＳアンテナＡ２は、図１に示すように、ヘルメットへの装着が可能である。なお、ＧＮＳＳアンテナＡ２は、ヘルメットに限らず、バッグパックやベルトなどに装着してもよい。すなわち、ＧＮＳＳアンテナＡ２は、身体に装着することができるウェアラブル装置である。また、受信機Ｒ２とタブレット端末２との間は、無線通信接続されることが好ましい。ただし、有線接続であってもよいし、無線接続と有線接続とを混在させてもよい。

タブレット端末２は、タッチパネルで形成される入出力部２１を有する。入出力部２１は、表示部としても機能する。タブレット端末２は、埋設物情報２３及び地図情報２４を有する。埋設物情報２３は、屋外での埋設物の３次元構造を予め登録したものである。また、地図情報２４は、３次元地図情報である。制御部２２は、測位計算部３１が自己位置を特定すると、この自己位置に対応する地図情報２４の位置と埋設物情報２３の位置とを照合し、照合した位置で、方角及び縮尺を一致させた地図情報２４と埋設物情報２３とを入出力部２１で重ね合わせ表示する。この重ね合わせ表示は、例えば、地図情報２４上に埋設物情報２３を透かした重複表示で表示してもよいし、埋設物が存在する領域に埋設物情報２３を表示し、埋設物が存在しない領域に地図情報２４を表示するようにしてもよい。

ここで、図３に示したフローチャートを参照して、移動局２０における埋設物可視化処理手順について説明する。図３に示すように、まず、移動局２０の受信機Ｒ２は、基地局１０のＧＮＳＳ観測情報（ＧＮＳＳ補正観測情報）を取得する（ステップＳ１０１）。その後、測位計算部３１は、移動局２０のＧＮＳＳ観測情報と基地局１０のＧＮＳＳ補正観測情報とをもとに、自己位置を算出し、タブレット端末２に出力する（ステップＳ１０２）。その後、タブレット端末２は、自己位置に対応する地図情報２４の位置と埋設物情報２３の位置とを照合し、照合した位置で、方角及び縮尺を一致させた地図情報２４と埋設物情報２３とを入出力部２１で重ね合わせ表示する（ステップＳ１０３）。その後、上述した処理を繰り返し行う。

図４は、タブレット端末２に表示された重ね合わせ表示と現場との関係を示す図である。図４に示したタブレット端末２では、道路の地下に埋設された埋設物の情報が、道路に対応する位置に表示されている。この場合における重ね合わせ表示は、埋設物情報２３と地図情報２４とを領域分離している。

本実施の形態１では、測位計算部３１をサーバ１１側に設けず、移動局２０側の受信機Ｒ２に内蔵するようにしている。このため、移動局２０側の自己位置を求める際、移動局２０は、サーバ１１に問い合わせる送受信時間のタイムラグがなく、移動局２０側においてリアルタイムで自己位置を特定することができる。この結果、移動局２０側のタブレット端末２では、現場において、自己位置に対応する地図情報２４の位置と埋設物情報２３の位置とを照合し、照合した位置で、方角及び縮尺を一致させた地図情報２４と埋設物情報２３とを迅速に重ね合わせ表示することができる。

（実施の形態２）
上述した実施の形態１では、移動局２０の受信機Ｒ２に測位計算部３１を設けるようにしていたが、この実施の形態２では、ネットワークＮに接続された測位サーバ３０内に測位計算部３１を設けるようにしている。

図５は、本発明の実施の形態２である埋設物可視化システム１´の概要構成を示す模式図である。また、図６は、図５に示した埋設物可視化システム１´の構成を示すブロック図である。図５及び図６に示すように、埋設物可視化システム１´は、ネットワークＮに接続された測位サーバ３０を有する。測位サーバ３０は、実施の形態１に示した測位計算部３１を有する。一方、移動局２０に対応する移動局２０´は、タブレット端末２に対応したタブレット端末２´及び受信機Ｒ２に対応した受信機Ｒ２´を有する。受信機Ｒ２´は、受信機Ｒ２とは異なり、測位計算部３１を有さず、ＧＮＳＳアンテナＡ２を介して受信したＧＮＳＳ観測情報をそのままタブレット端末２´に送信する。タブレット端末２´は、受信機Ｒ２´から送られたＧＮＳＳ観測情報を、ネットワークＮを介して測位サーバ３０に送信する。測位サーバ３０の測位計算部３１は、基地局１０から送信されたＧＮＳＳ補正観測情報と移動局２０´から送信されたＧＮＳＳ観測情報とをもとに、移動局２０´の自己位置を計算し、移動局２０´に送信する。

ここで、図７に示したフローチャートを参照して、埋設物可視化システム１´による埋設物可視化処理手順について説明する。図７に示すように、まず、測位サーバ３０の測位計算部３１は、ネットワークＮを介して、基地局１０から送信されるＧＮＳＳ補正観測情報及び移動局２０´から送信されるＧＮＳＳ観測情報を取得する（ステップＳ２０１）。その後、測位計算部３１は、移動局２０´のＧＮＳＳ観測情報と基地局１０のＧＮＳＳ補正観測情報とをもとに、移動局２０´の自己位置を算出し、ネットワークＮを介してタブレット端末２に出力する（ステップＳ２０２）。その後、タブレット端末２は、自己位置に対応する地図情報２４の位置と埋設物情報２３の位置とを照合し、照合した位置で、方角及び縮尺を一致させた地図情報２４と埋設物情報２３とを入出力部２１で重ね合わせ表示する（ステップＳ２０３）。その後、上述した処理を繰り返し行う。

本実施の形態２では、受信機Ｒ２´に測位計算部３１を持たせないので、移動局２０´が複数存在する場合に、測位計算部３１の測位計算処理機構のメンテナンスが容易となる。測位計算処理機構がソフトウェアである場合、ソフトウェアの更新処理が容易となる。また、移動する各受信機Ｒ２´に測位計算部３１を持たせず、固定された測位サーバ３０に測位計算部３１を持たせているので、測位計算部３１の故障が減少する。さらに、各受信機Ｒ２´に測位計算部３１を持たせないので、受信機Ｒ２´の小型化が可能になり、移動局２０´の携帯性が向上する。

なお、測位サーバ３０は、基地局１０のＧＮＳＳ補正観測情報及び移動局２０´のＧＮＳＳ観測情報をそれぞれ直接受信して移動局２０´の自己位置を算出し、その結果を移動局２０´側に送信するようにしているので、自己位置の計算にかかる送受信時間のタイムラグを小さくすることができる。

１，１´ 埋設物可視化システム
２，２´ タブレット端末
１０基地局
１１サーバ
２１入出力部
２２制御部
２３埋設物情報
２４地図情報
２０，２０´ 移動局
３０測位サーバ
３１測位計算部
Ａ１，Ａ２ＧＮＳＳアンテナ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ２´ 受信機
Ｎネットワーク

Claims

ＧＮＳＳアンテナを介して自己位置におけるＧＮＳＳ観測情報を受信するとともに、基地局の基準点におけるＧＮＳＳ補正観測情報を取得して前記ＧＮＳＳ観測情報と前記ＧＮＳＳ補正観測情報とをもとに自己位置を計算する測位計算部が内蔵された受信機と、
地図情報と埋設物情報とを保持し、ネットワークを介して前記基地局から前記ＧＮＳＳ補正観測情報を取得して前記受信機に出力するとともに、前記測位計算部で計算された自己位置に対応する前記地図情報の位置と前記埋設物情報の位置とを照合し、照合した位置で、方角及び縮尺を一致させた前記地図情報と前記埋設物情報とを重ね合わせ表示するタブレット端末と、
を備えたことを特徴とする移動局。
前記受信機は、携帯型であり、
前記受信機のＧＮＳＳアンテナは、ウェアラブル装置であることを特徴とする請求項１に記載の移動局。
前記測位計算部は、干渉測位方式によって自己位置を計算することを特徴とする請求項１または２に記載の移動局。
第１のＧＮＳＳアンテナを介して自己位置におけるＧＮＳＳ観測情報を受信するとともに、基地局の基準点におけるＧＮＳＳ補正観測情報を取得して前記ＧＮＳＳ観測情報と前記ＧＮＳＳ補正観測情報とをもとに自己位置を計算する測位計算部が内蔵された受信機と、
地図情報と埋設物情報とを保持し、ネットワークを介して前記基地局から前記ＧＮＳＳ補正観測情報を取得して前記受信機に出力するとともに、前記測位計算部によって計算された自己位置に対応する前記地図情報の位置と前記埋設物情報の位置とを照合し、照合した位置で、方角及び縮尺を一致させた前記地図情報と前記埋設物情報とを重ね合わせ表示するタブレット端末と、
を有した移動局と、
前記基準点における第２のＧＮＳＳアンテナを介して前記ＧＮＳＳ補正観測情報を受信して前記タブレット端末に送信する基地局と、
を備えたことを特徴とする埋設物可視化システム。
第１のＧＮＳＳアンテナを介して自己位置におけるＧＮＳＳ観測情報を受信する受信機と、
地図情報と埋設物情報とを保持し、前記受信機から入力された前記ＧＮＳＳ観測情報をネットワークを介して測位サーバに出力するとともに、前記測位サーバから入力された自己位置に対応する前記地図情報の位置と前記埋設物情報の位置とを照合し、照合した位置で、方角及び縮尺を一致させた前記地図情報と前記埋設物情報とを重ね合わせ表示するタブレット端末と、
を有した１以上の移動局と、
前記ネットワークに接続され、前記基準点における第２のＧＮＳＳアンテナを介して前記ＧＮＳＳ補正観測情報を受信して前記測位サーバに送信する基地局と、
前記ネットワークに接続され、前記ＧＮＳＳ観測情報と前記ＧＮＳＳ補正観測情報とをもとに前記移動局の自己位置を計算する測位計算部を有し、該測位計算部が計算した前記移動局の自己位置を前記移動局の前記タブレット端末に送信する測位サーバと、
を備えたことを特徴とする埋設物可視化システム。
前記移動局の受信機は、携帯型であり、
前記第１のＧＮＳＳアンテナは、ウェアラブル装置であることを特徴とする請求項４または５に記載の埋設物可視化システム。
前記測位計算部は、干渉測位方式によって自己位置を計算することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載の埋設物可視化システム。