JP2018141684A - 誤り測位解検出装置および誤り測位解検出プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、これらの方法では、RTKが移動体の測位に適用された場合、ミスFixを十分に除去することができない。
ミスFixを十分に除去することができない場合、移動体の正しい測位結果を得ることができない。
さらに、ミスFixを十分に除去しようとした結果、正しい測位解も除去されてしまうと、測位率が低下してしまう問題がある。
移動体の標高と前記移動体の方位角と前記移動体の緯度経度とのいずれかを時刻毎に示す参照データを用いて、前記移動体の測位解を時刻毎に示す測位解データから、誤り測位解を検出する誤り検出部を備える。
移動体の標高が急激に変化しないという考えに基づいて誤り測位解を除去する形態について、図1から図7に基づいて説明する。
移動体には、移動体の位置、姿勢および移動距離を計測するための機器が取り付けられている。具体的には、移動体には、受信機、IMU(慣性計測装置)およびオドメータなどが取り付けられている。受信機は、測位衛星から発信される測位信号を受信して移動体の位置を測位する。IMUは、移動体の姿勢を計測する。オドメータは、移動体が移動した距離を計測する。
計測車両300には、受信機301とIMU302とレーザスキャナ303とオドメータ304とが取り付けられている。
図2に基づいて、誤り測位解検出装置100の構成を説明する。
誤り測位解検出装置100は、プロセッサ901とメモリ902と補助記憶装置903といったハードウェアを備えるコンピュータである。これらのハードウェアは、信号線を介して互いに接続されている。
メモリ902は揮発性の記憶装置である。メモリ902は、主記憶装置またはメインメモリとも呼ばれる。例えば、メモリ902はRAM(Random Access Memory)である。メモリ902に記憶されたデータは必要に応じて補助記憶装置903に保存される。
補助記憶装置903は不揮発性の記憶装置である。例えば、補助記憶装置903は、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、またはフラッシュメモリである。補助記憶装置903に記憶されたデータは必要に応じてメモリ902にロードされる。
さらに、補助記憶装置903にはOS(Operating System)が記憶されている。OSの少なくとも一部は、メモリ902にロードされて、プロセッサ901によって実行される。
つまり、プロセッサ901は、OSを実行しながら、誤り測位解検出プログラムを実行する。
誤り測位解検出プログラムを実行して得られるデータは、メモリ902、補助記憶装置903、プロセッサ901内のレジスタまたはプロセッサ901内のキャッシュメモリといった記憶装置に記憶される。
誤り測位解検出装置100の動作は誤り測位解検出方法に相当する。また、誤り測位解検出方法の手順は誤り測位解検出プログラムの手順に相当する。
ステップS110において、誤り検出部110は、参照データを用いて測位解データから誤り測位解を検出する。参照データおよび測位解データは記憶部191に記憶されている。
移動体の位置は、移動体が位置する地点の緯度、経度および標高で表される。緯度および経度はXYZ座標系におけるXY座標に相当し、標高はXYZ座標におけるZ座標に相当する。
移動体の姿勢は、移動体の回転角、仰角および方位角で表される。回転角はXYZ座標系におけるX軸回りの角度に相当し、仰角はXYZ座標系におけるY軸回りの角度に相当し、方位角はXYZ座標系におけるZ軸回りの角度に相当する。
測位解データの一部が参照データとして利用される。
具体的には、参照データは、移動体の標高を時刻毎に示すデータである。
誤り測位解は、誤っていると推定される測位解である。
ステップS111において、誤り検出部110は、参照データを用いて標高変化量を時刻毎に算出する。
標高変化量は、移動体の標高の変化量である。
まず、誤り検出部110は、対象の時刻における移動体の標高を参照データから抽出する。抽出された標高を対象の標高という。
次に、誤り検出部110は、前の時刻における移動体の標高を参照データから抽出する。抽出された標高を前の標高という。
そして、誤り検出部110は、対象の標高と前の標高との差を算出する。算出される差が、対象の時刻における標高変化量である。
誤り時刻は、標高閾値より大きい標高変化量に対応する時刻である。
標高閾値は、前の時刻から対象の時刻までの間に移動体が移動することが可能な標高差として決められた値である。
まず、誤り検出部110は、標高閾値=静止閾値+(移動速度×単位変化量×時刻間隔)を計算することによって標高閾値を算出する。静止閾値は、移動体が静止している場合において許容される標高変化量として決められた値である。移動速度は、対象の時刻における移動体の速度であり、速度データから抽出される。速度データは、移動体の速度を時刻毎に示すデータであり、記憶部191に記憶されている。単位変化量は、単位速度(例えば、時速1キロメートル)当たりの標高変化量として決められた値である。時刻間隔は、前の時刻から対象の時刻までの時間である。但し、標高閾値は固定値であってもよい。
そして、誤り検出部110は、対象の時刻における標高変化量を標高閾値と比較する。
対象の時刻における標高変化量が標高閾値より大きい場合、誤り検出部110は、対象の時刻が誤り時刻であると判定する。
対象の時刻における標高変化量が標高閾値以下である場合、誤り検出部110は、対象の時刻が誤り時刻でないと判定する。
図5において、時刻T5における標高変化量AC5および時刻T10における標高変化量AC10は標高閾値を超えている。つまり、時刻T5および時刻T10が誤り時刻である。したがって、時刻T5の測位解および時刻T10の測位解が誤り測位解として特定される。
ステップS114において、誤り検出部110は誤り集団を特定する。
誤り集団は、誤り時刻の標高を含み、且つ、時間閾値に対応する個数より少ない標高を含む標高集団である。標高集団は1つ以上の標高である。
時間閾値は、測位環境があまり変わらないと推定される時間の長さである。例えば、測位環境とは可視衛星の数である。可視衛星とは、移動体から見える測位衛星、つまり、移動体との間に移動体を遮蔽する物が存在しない測位衛星である。
参照データに示される複数の標高は、測位解が得られなかった時刻を境にして複数の標高集団に分けられる。
まず、誤り検出部110は、測位解データを参照して非測位時刻を特定する。非測位時刻は測位解が得られなかった時刻である。
次に、誤り検出部110は、参照データに示される複数の標高を非測位時刻を境にして複数の標高集団に分ける。
そして、誤り検出部110は、それぞれの標高集団が誤り集団であるか判定する。
まず、誤り検出部110は、対象の標高集団に含まれる標高の個数を算出する。算出された個数を対象個数という。
次に、誤り検出部110は、対象個数を個数閾値と比較する。個数閾値は、時間閾値に対応する個数として決められた値である。時間閾値が10秒であり、0.1秒間隔で測位が行われた場合、個数閾値は100個(=10/0.1)である。
そして、対象個数が個数閾値より少ない場合、誤り検出部110は、対象の標高集団が誤り集団であると判定する。
また、対象個数が個数閾値以上である場合、誤り検出部110は、対象の標高集団が誤り集団でないと判定する。
誤り集団に対応する1つ以上の測位解とは、誤り集団に対応する時間帯における1つ以上の測位解である。
図6において、時刻T1から時刻T7までのそれぞれの時刻と時刻T9から時刻T11までのそれぞれの時刻で測位解が得られているものとする。また、時刻T8で測位解が得られていないものとする。
その場合、時刻T1から時刻T11までの10個の標高は、時刻T8を境にして、標高集団G1と標高集団G2とに分けられる。標高集団G1は時刻T1から時刻T7までの7つの標高であり、標高集団G2は時刻T9から時刻T11までの3つの標高である。
標高集団G1は誤り時刻T5の標高を含んでおり、標高集団G2は誤り時刻T10の標高を含んでいる。
時間閾値に対応する個数閾値が5つであるものとする。
標高集団G1に含まれる標高の個数(7つ)は個数閾値(5つ)より多いため、標高集団G1は誤り集団ではない。
一方、標高集団G2に含まれる標高の個数(3つ)は個数閾値(5つ)より少ないため、標高集団G2は誤り集団である。
したがって、標高集団G2に対応する3つの測位解、すなわち、時刻T9から時刻T11までの3つの測位解が誤り測位解として特定される。
ステップS116において、誤り検出部110は、誤り時刻が測位開始時間帯に含まれるか判定する。
測位開始時間帯は、測位開始時刻から始まり、且つ、一定の時間長を有する時間帯である。測位開始時刻は、測位が開始された時刻である。具体的には、測位開始時刻は、最初の測位解が得られた時刻である。
まず、誤り検出部110は、ステップS112で特定された誤り時刻から先頭の誤り時刻を選択する。
次に、誤り検出部110は、測位開始時間帯を算出する。
そして、誤り検出部110は、先頭の誤り時刻が測位開始時間帯に含まれるか判定する。
誤り時刻が測位開始時間帯に含まれない場合、誤り検出処理(S110)は終了する。
図7において、時刻T1から時刻T5までの時間帯が測位開始時間帯SPである。測位開始時間帯SPには誤り時刻T5が含まれる。したがって、測位開始時間帯SPにおける5つの測位解、すなわち、時刻T1から時刻T5までの5つの測位解が誤り測位解として特定される。
移動体の標高が急激に変化しないという考えに基づいて誤り測位解を除去することができる。
移動体の進行方向が急激に変化しないという考えに基づいて誤り測位解を除去する形態について、主に実施の形態1と異なる点を図8から図12に基づいて説明する。
誤り測位解検出装置100の構成は、実施の形態1における構成(図2参照)と同じである。
但し、記憶部191には、姿勢データが記憶されている。
姿勢データは、移動体の姿勢を時刻毎に示すデータである。
図8に基づいて、誤り測位解検出方法を説明する。
ステップS210において、誤り検出部110は、参照データを用いて測位解データから誤り測位解を検出する。
測位解データの一部が参照データとして利用される。
具体的には、参照データは、移動体の方位角を時刻毎に示すデータである。移動体の方位角は、移動体が進んでいる方向を特定する。
ステップS211において、誤り検出部110は、参照データを用いて方位角変化量を時刻毎に算出する。
方位角変化量は、移動体の方位角の変化量である。
まず、誤り検出部110は、対象の時刻における移動体の方位角を参照データから抽出する。抽出された方位角を対象の方位角という。
次に、誤り検出部110は、前の時刻における移動体の方位角を参照データから抽出する。抽出された方位角を前の方位角という。
そして、誤り検出部110は、対象の方位角と前の方位角との差を算出する。算出される差が、対象の時刻における方位角変化量である。
誤り時刻は、方位角閾値より大きい方位角変化量に対応する時刻である。
方位角閾値は、前の時刻から対象の時刻までの間に移動体が向きを変えることが可能な方位角差として決められた値である。
誤り検出部110は、対象の時刻における方位角変化量を方位角閾値と比較する。
対象の時刻における方位角変化量が方位角閾値より大きい場合、誤り検出部110は、対象の時刻が誤り時刻であると判定する。
対象の時刻における方位角変化量が方位角閾値以下である場合、誤り検出部110は、対象の時刻が誤り時刻でないと判定する。
図10において、時刻T5における方位角変化量DC5および時刻T10における方位角変化量DC10は方位角閾値を超えている。つまり、時刻T5および時刻T10が誤り時刻である。したがって、時刻T5の測位解および時刻T10の測位解が誤り測位解として特定される。
ステップS214において、誤り検出部110は誤り集団を特定する。
誤り集団は、誤り時刻の方位角を含み、且つ、時間閾値に対応する個数より少ない方位角を含む方位角集団である。方位角集団は1つ以上の方位角である。
時間閾値は、測位環境があまり変わらないと推定される時間である。例えば、測位環境とは可視衛星の数である。
参照データに示される複数の方位角は、測位解が得られなかった時刻を境にして複数の方位角集団に分けられる。
まず、誤り検出部110は、測位解データを参照して非測位時刻を特定する。非測位時刻は測位解が得られなかった時刻である。
次に、誤り検出部110は、参照データに示される複数の方位角を非測位時刻を境にして複数の方位角集団に分ける。
そして、誤り検出部110は、それぞれの方位角集団が誤り集団であるか判定する。
まず、誤り検出部110は、対象の方位角集団に含まれる方位角の個数を算出する。算出された個数を対象個数という。
そして、誤り検出部110は、対象個数を個数閾値と比較する。個数閾値は、時間閾値に対応する個数として決められた値である。
対象個数が個数閾値より少ない場合、誤り検出部110は、対象の方位角集団が誤り集団であると判定する。
対象個数が個数閾値以上である場合、誤り検出部110は、対象の方位角集団が誤り集団でないと判定する。
誤り集団に対応する1つ以上の測位解とは、誤り集団に対応する時間帯における1つ以上の測位解である。
図11において、時刻T1から時刻T7までのそれぞれの時刻と時刻T9から時刻T11までのそれぞれの時刻で測位解が得られているものとする。また、時刻T8で測位解が得られていないものとする。
その場合、時刻T1から時刻T11までの10個の方位角は、時刻T8を境にして、方位角集団G1と方位角集団G2とに分けられる。方位角集団G1は時刻T1から時刻T7までの7つの方位角であり、方位角集団G2は時刻T9から時刻T11までの3つの方位角である。
方位角集団G1は誤り時刻T5の方位角を含んでおり、方位角集団G2は誤り時刻T10の方位角を含んでいる。
時間閾値に対応する個数閾値が5つであるものとする。
方位角集団G1に含まれる方位角の個数(7つ)は個数閾値(5つ)より多いため、方位角集団G1は誤り集団ではない。
一方、方位角集団G2に含まれる方位角の個数(3つ)は個数閾値(5つ)より少ないため、方位角集団G2は誤り集団である。
したがって、方位角集団G2に対応する3つの測位解、すなわち、時刻T9から時刻T11までの3つの測位解が誤り測位解として特定される。
ステップS216において、誤り検出部110は、誤り時刻が測位開始時間帯に含まれるか判定する。
測位開始時間帯は、測位開始時刻から始まり、且つ、一定の時間長を有する時間帯である。測位開始時刻は、測位が開始された時刻である。具体的には、測位開始時刻は、最初の測位解が得られた時刻である。
まず、誤り検出部110は、ステップS212で特定された誤り時刻から先頭の誤り時刻を選択する。
次に、誤り検出部110は、測位開始時間帯を算出する。
そして、誤り検出部110は、先頭の誤り時刻が測位開始時間帯に含まれるか判定する。
誤り時刻が測位開始時間帯に含まれない場合、誤り検出処理(S210)は終了する。
図12において、時刻T1から時刻T5までの時間帯が測位開始時間帯SPである。測位開始時間帯SPには誤り時刻T5が含まれる。したがって、測位開始時間帯SPにおける5つの測位解、すなわち、時刻T1から時刻T5までの5つの測位解が誤り測位解として特定される。
移動体の進行方向が急激に変化しないという考えに基づいて誤り測位解を除去することができる。
誤り検出部110は、速度閾値より早い速度の時刻を特定し、特定した時刻の測位解を測位解データから選択し、選択された測位解の中から誤り測位解を検出してもよい。静止時に得られる方位角の変化は大きいので、静止時の正しい測位解が誤り測位解として除去されることを避けることが可能となる。速度閾値より早い速度の時刻は速度データを用いることによって特定することが可能である。速度データは、移動体の速度を時刻毎に示すデータであり、記憶部191に記憶されている。
誤り検出部110は、移動体の速度に基づいて方位角閾値を決めてもよい。具体的には、速度と方位角閾値とを互いに対応付けた閾値テーブルが記憶部191に記憶され、誤り検出部110は、対象の時刻における速度に対応付けられた方位角閾値を閾値テーブルから選択する。遅い速度に対応付けられた方位角閾値は大きく、早い速度に対応付けられた方位角閾値は小さい。静止時に得られる方位角の変化は大きいので、静止時の正しい測位解が誤り測位解として除去されることを避けることが可能となる。
緯度経度に基づいて算出される移動距離はオドメータによって得られる移動距離とほぼ一致するはずであるという考えに基づいて誤り測位解を除去する形態について、主に実施の形態1と異なる点を図13から図17に基づいて説明する。
誤り測位解検出装置100の構成は、実施の形態1における構成(図2参照)と同じである。
図13に基づいて、誤り測位解検出方法を説明する。
ステップS310において、誤り検出部110は、参照データを用いて測位解データから誤り測位解を検出する。
測位解データの一部が参照データとして利用される。
具体的には、参照データは、移動体の緯度経度を時刻毎に示すデータである。
ステップS311において、誤り検出部110は、参照データを用いて移動体の移動距離を時刻毎に算出する。
まず、誤り検出部110は、対象の時刻における移動体の緯度経度を参照データから抽出する。抽出された緯度経度によって特定さえる地点を対象の地点という。
次に、誤り検出部110は、前の時刻における移動体の緯度経度を参照データから抽出する。抽出された緯度経度によって特定される地点を前の地点という。
そして、誤り検出部110は、前の地点から対象の地点までの距離を算出する。算出される距離が、対象の時刻における移動距離である。
誤り時刻は、オドメータによって得られた移動距離との差が距離閾値より長い移動距離に対応する時刻である。
距離閾値は、オドメータによって計測される移動距離の誤差として決められた距離である。
まず、誤り検出部110は、オドメータデータから対象の時刻の計測距離と前の時刻の計測距離とを取得し、対象の時刻の計測距離と前の時刻の計測距離との差を算出する。算出された差を基準距離という。オドメータデータは、計測距離を時刻毎に示すデータであり、記憶部191に記憶されている。計測距離は、オドメータによって計測された距離である。
次に、誤り検出部110は、対象の時刻における移動距離と対象の時刻における基準距離との差を算出する。算出された差を距離差という。
そして、誤り検出部110は、距離差を距離閾値と比較する。
距離差が距離閾値より長い場合、誤り検出部110は、対象の時刻が誤り時刻であると判定する。
距離差が距離閾値以下である場合、誤り検出部110は、対象の時刻が誤り時刻でないと判定する。
図15において、時刻T5における移動距離TD5および時刻T10における方位角変化量TD10は方位角閾値を超えている。つまり、時刻T5および時刻T10が誤り時刻である。したがって、時刻T5の測位解および時刻T10の測位解が誤り測位解として特定される。
ステップS314において、誤り検出部110は誤り集団を特定する。
誤り集団は、誤り時刻の緯度経度を含み、且つ、時間閾値に対応する個数より少ない緯度経度を含む緯度経度集団である。緯度経度集団は1つ以上の緯度経度である。
時間閾値は、測位環境があまり変わらないと推定される時間である。例えば、測位環境とは可視衛星の数である。
参照データに示される複数の緯度経度は、測位解が得られなかった時刻を境にして複数の緯度経度集団に分けられる。
まず、誤り検出部110は、測位解データを参照して非測位時刻を特定する。非測位時刻は測位解が得られなかった時刻である。
次に、誤り検出部110は、参照データに示される複数の緯度経度を非測位時刻を境にして複数の緯度経度集団に分ける。
そして、誤り検出部110は、それぞれの緯度経度集団が誤り集団であるか判定する。
まず、誤り検出部110は、対象の緯度経度集団に含まれる緯度経度の個数を算出する。算出された個数を対象個数という。
そして、誤り検出部110は、対象個数を個数閾値と比較する。個数閾値は、時間閾値に対応する個数として決められた値である。
対象個数が個数閾値より少ない場合、誤り検出部110は、対象の緯度経度集団が誤り集団であると判定する。
対象個数が個数閾値以上である場合、誤り検出部110は、対象の緯度経度集団が誤り集団でないと判定する。
誤り集団に対応する1つ以上の測位解とは、誤り集団に対応する時間帯における1つ以上の測位解である。
図16において、時刻T1から時刻T7までのそれぞれの時刻と時刻T9から時刻T11までのそれぞれの時刻で測位解が得られているものとする。また、時刻T8で測位解が得られていないものとする。
その場合、時刻T1から時刻T11までの10個の緯度経度は、時刻T8を境にして、緯度経度集団G1と緯度経度集団G2とに分けられる。緯度経度集団G1は時刻T1から時刻T7までの7つの緯度経度であり、緯度経度集団G2は時刻T9から時刻T11までの3つの緯度経度である。
緯度経度集団G1は誤り時刻T5の緯度経度を含んでおり、緯度経度集団G2は誤り時刻T10の緯度経度を含んでいる。
時間閾値に対応する個数閾値が5つであるものとする。
緯度経度集団G1に含まれる緯度経度の個数(7つ)は個数閾値(5つ)より多いため、緯度経度集団G1は誤り集団ではない。
一方、緯度経度集団G2に含まれる緯度経度の個数(3つ)は個数閾値(5つ)より少ないため、緯度経度集団G2は誤り集団である。
したがって、緯度経度集団G2に対応する3つの測位解、すなわち、時刻T9から時刻T11までの3つの測位解が誤り測位解として特定される。
ステップS316において、誤り検出部110は、誤り時刻が測位開始時間帯に含まれるか判定する。
測位開始時間帯は、測位開始時刻から始まり、且つ、一定の時間長を有する時間帯である。測位開始時刻は、測位が開始された時刻である。具体的には、測位開始時刻は、最初の測位解が得られた時刻である。
まず、誤り検出部110は、ステップS312で特定された誤り時刻から先頭の誤り時刻を選択する。
次に、誤り検出部110は、測位開始時間帯を算出する。
そして、誤り検出部110は、先頭の誤り時刻が測位開始時間帯に含まれるか判定する。
誤り時刻が測位開始時間帯に含まれない場合、誤り検出処理(S310)は終了する。
図17において、時刻T1から時刻T5までの時間帯が測位開始時間帯SPである。測位開始時間帯SPには誤り時刻T5が含まれる。したがって、測位開始時間帯SPにおける5つの測位解、すなわち、時刻T1から時刻T5までの5つの測位解が誤り測位解として特定される。
緯度経度に基づいて算出される移動距離はオドメータによって得られる移動距離とほぼ一致するはずであるという考えに基づいて誤り測位解を除去することができる。
誤り検出部110は、速度閾値より遅い速度の時刻を特定し、特定した時刻の測位解を測位解データから選択し、選択された測位解の中から誤り測位解を検出してもよい。高速時にオドメータによって計測される移動距離の誤差は大きいので、高速時の正しい測位解が誤り測位解として除去されることを避けることが可能となる。速度閾値より遅い速度の時刻は速度データを用いることによって特定することが可能である。速度データは、移動体の速度を時刻毎に示すデータであり、記憶部191に記憶されている。
誤り検出部110は、移動体の速度に基づいて距離閾値を決めてもよい。具体的には、速度と距離閾値とを互いに対応付けた閾値テーブルが記憶部191に記憶され、誤り検出部110は、対象の時刻における速度に対応付けられた距離閾値を閾値テーブルから選択する。遅い速度に対応付けられた距離閾値は小さく、早い速度に対応付けられた距離閾値は大きい。高速時にオドメータによって計測される移動距離の誤差は大きいので、高速時の正しい測位解が誤り測位解として除去されることを避けることが可能となる。
複数種類の特徴量に基づいて誤り測位解を除去する形態について、主に実施の形態1から実施の形態3までの形態と異なる点を、図18から図21に基づいて説明する。
誤り測位解検出装置100の構成は、実施の形態1から実施の形態3までの形態における構成(図2参照)と同じである。
図18に基づいて、誤り測位解検出方法を説明する。
ステップS410において、誤り検出部110は、参照データを用いて測位解データから誤り測位解を検出する。
測位解データの一部が参照データとして利用される。
具体的には、参照データは、移動体の標高と移動体の方位角と移動体の緯度経度とを時刻毎に示すデータである。
ステップS411において、誤り検出部110は標高誤り解を検出する。標高誤り解は、標高が誤っていると推定される測位解である。
具体的には、誤り検出部110は、図4の誤り検出処理(S110)を実行する。図4の誤り検出処理(S110)によって検出される誤り測位解が標高誤り解である。
具体的には、誤り検出部110は、図9の誤り検出処理(S210)を実行する。図9の誤り検出処理(S210)によって検出される誤り測位解が方位角誤り解である。
具体的には、誤り検出部110は、図14の誤り検出処理(S310)を実行する。図14の誤り検出処理(S310)によって検出される誤り測位解が緯度経度誤り解である。
衛星数誤り解は、可視衛星数が少ない時刻に対応する測位解である。可視衛星数は、測位解が得られた時刻における可視衛星の数であり、測位解が有する特徴量の一例である。
まず、誤り検出部110は、対象の測位解に対応する時刻の可視衛星数を観測データから取得する。観測データは、可視衛星数を時刻毎に示すデータであり、移動体に取り付けられた受信機によって得られ、記憶部191に記憶されている。
そして、誤り検出部110は、可視衛星数を衛星数閾値と比較する。衛星数閾値は、高い精度を有する測位解を得るために必要な可視衛星の数として決められた値である。
可視衛星数が衛星数閾値より少ない場合、誤り検出部110は、対象の測位解が衛星誤り解であると判定する。
可視衛星数が衛星数閾値以上である場合、誤り検出部110は、対象の測位解が衛星誤り解でないと判定する。
集団誤り解は、少ない測位解から成る測位解集団に含まれる測位解である。集団解数は、測位解が属する測位解集団に含まれる測位解の数であり、測位解が有する特徴量の一例である。
まず、誤り検出部110は、測位解データに含まれる複数の測位解を、測位解が得られなかった時刻を境にして、複数の測位解集団に分ける。
次に、誤り検出部110は、測位解集団毎に測位解集団に含まれる測位解の数を算出する。算出される数が集団解数である。
次に、誤り検出部110は、それぞれの測位解集団が誤り集団であるか判定する。集団解数が解数閾値より少ない測位解集団が誤り集団である。解数閾値は、測位環境があまり変わらないと推定される時間の長さに対応する集団解数である。
そして、誤り検出部110は、誤り集団に属する測位解を集団誤り解として特定する。
時間帯誤り解は、測位開始時間帯に含まれる時刻の測位解である。測位時間帯は、測位解が得られた時間帯であり、測位解が有する特徴量の一例である。
具体的には、誤り検出部110は、測位開始時間帯における1つ以上の測位解を時間帯誤り解として特定する。
誤り点数は、測位解が誤っていると推定される程度を示す点数である。測位解の誤り点数が高いほど測位解が誤っている可能性が高い。
まず、誤り検出部110は、対象の測位解が標高誤り解であるか判定する。対象の測位解が標高誤り解である場合、誤り検出部110は、対象の測位解の誤り点数に標高重みを足す。標高重みは、標高誤り解に与えられる誤り点数である。
次に、誤り検出部110は、対象の測位解が方位角誤り解であるか判定する。対象の測位解が方位角誤り解である場合、誤り検出部110は、対象の測位解の誤り点数に方位角重みを足す。方位角重みは、方位角誤り解に与えられる誤り点数である。
次に、誤り検出部110は、対象の測位解が緯度経度誤り解であるか判定する。対象の測位解が緯度経度誤り解である場合、誤り検出部110は、対象の測位解の誤り点数に緯度経度重みを足す。緯度経度重みは、緯度経度誤り解に与えられる誤り点数である。
次に、誤り検出部110は、対象の測位解が衛星数誤り解であるか判定する。対象の測位解が衛星数誤り解である場合、誤り検出部110は、対象の測位解の誤り点数に衛星数重みを足す。衛星数重みは、衛星数誤り解に与えられる誤り点数である。
次に、誤り検出部110は、対象の測位解が集団誤り解であるか判定する。対象の測位解が集団誤り解である場合、誤り検出部110は、対象の測位解の誤り点数に集団重みを足す。集団重みは、集団誤り解に与えられる誤り点数である。
そして、誤り検出部110は、対象の測位解が開始誤り解であるか判定する。対象の測位解が時間帯誤り解である場合、誤り検出部110は、対象の測位解の誤り点数に時間帯重みを足す。時間帯重みは、時間帯誤り解に与えられる誤り点数である。
例えば、標高変化量、方位角変化量、移動距離の順に優先度が高く、可視衛星数、集団解数および測位時間帯の優先度が低いものとする。この場合、標高変化量、方位角変化量、移動距離の順に重みが高く、可視衛星数、集団解数および測位時間帯の重みが低い。例えば、標高重みが20点であり、方位角重みが15点であり、緯度経度重みが10点であり、衛星数重み、集団重みおよび時間帯重みが5点である。
誤り閾値は、誤り測位解が有する誤り点数として決められた点数である。
誤り測位解の検出漏れを減らしたい場合、誤り閾値を低い点数(例えば、11点)にするとよい。この場合、誤り測位解の誤検出が増える可能性がある。誤検出とは、正しい測位解が誤り測位解として検出されてしまう事象である。
誤り測位解の検出漏れを減らしつつ誤り測位解の誤検出を減らしたい場合、誤り閾値を中程度の点数(例えば、19点)にするとよい。
誤り測位解の誤検出を減らしたい場合、誤り閾値を高い点数(例えば、26点)にするとよい。この場合、誤り測位解の検出漏れが増える可能性がある。
複数種類の特徴量に基づいて誤り測位解を除去することができる。その結果、正しい測位解の除去を避けつつ誤り測位解の除去率を高めることが可能となる。
複数種類の特徴量の組み合わせは、標高変化量と方位角変化量と移動距離と可視衛星数と集団解数と測位時間帯とのうちの一部から成る組み合わせであってもよい。また、他の種類の特徴量を組み合わせに含めてもよい。
誤り閾値を選択する形態について、主に実施の形態4と異なる点を図22および図23に基づいて説明する。
図22に基づいて、誤り測位解検出装置100の構成を説明する。
誤り測位解検出装置100は、誤り検出部110と誤り除去部120との他に、誤り閾値設定部130をソフトウェア要素として備える。
誤り測位解検出プログラムは、誤り検出部110と誤り除去部120と誤り閾値設定部130としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
誤り測位解検出方法は、実施の形態4における方法(図18および図19参照)と同じである。
まず、表示部192は、誤り閾値を設定するための設定画面200をディスプレイに表示する。
図23において、設定画面200は、チェックボックス201とオプションボタン202と保存ボタン203といったGUI(グラフィカルユーザインタフェース)を備えている。
チェックボックス201は、誤り測位解を除去するか否かを選択するためのチェックボックスである。チェックボックス201にチェックマークが付けられた場合、誤り測位解を除去する機能が有効になる。つまり、誤り検出部110の機能および誤り除去部120の機能が有効になる。
オプションボタン202は、誤り閾値を選択するためのオプションボタンである。オプションボタン202は「低」「中」「高」といった複数の選択肢を有する。
保存ボタン203は、オプションボタン202によって選択された選択肢に対応する誤り閾値をステップS418(図19参照)で使用される誤り閾値として設定するためのボタンである。
記憶部191には、それぞれの選択肢に対応する誤り閾値が記憶されている。選択肢「低」に対応する誤り閾値は高い点数であり、選択肢「中」に対応する誤り閾値は中程度の点数であり、選択肢「高」に対応する誤り閾値は低い点数である。
誤り閾値設定部130は、受け付けられた選択肢に対応する誤り閾値を選択し、選択された誤り閾値をステップS418(図19参照)で使用される誤り閾値として記憶部191に記憶する。
誤り閾値を選択できるため、正しい測位解の除去を避けつつ誤り測位解の除去率を高めることが可能となる。
実施の形態1から実施の形態3では、移動体としてあり得ない動きを示す測位解を除去する方法を説明した。
例えば、自動車を測位して複数の測位解が得られた。そして、それぞれの測位解を点で表して結果、図24の(1)に示す軌跡が得られた。測位解の時間間隔は0.1秒である。破線で囲った3点が示す軌跡は、他の点が示す軌跡から50センチメートルずれている。0.3秒の間に自動車のハンドルを切って戻すことは不可能であるから、破線で囲った3点は、自動車としてあり得ない動きを示していると言える。自動車が何かに乗り上げ又は窪みにはまったとしても、破線で囲った3点が示す動きはあり得ない。したがって、これら3点に対応する3つの測位解が誤り測位解として除去される。その結果、図24の(2)に示すように、自動車としてあり得ない動きを含まない軌跡が得られる。
重み閾値は移動体の運動能力に応じて決めるとよい。例えば、移動体が電車であれば、移動体の質量は大きい。また、移動体は線路の上を走行する。そのため、移動体は滑らかに運動するはずである。したがって、重み閾値を低くして測位解の判定を厳しくするとよい。例えば、移動体の速度が速い場合、重み閾値を高くして測位解の判定を緩くするとよい。
可視衛星の数が少ないときに得られた測位解および測位が開始された直後に得られた測位解は疑わしい。図25において、破線で囲った3点は、測位が開始された直後に得られた測位解であるので疑わしい。疑わしい測位解を除去したい場合、重み閾値を低くして測位解の判定を厳しくするとよい。
重み閾値を調整することによって、正しい測位解の除去を避けつつ誤り測位解の除去率を高めることができる。
判定の閾値は、測位装置が搭載されている物体の運動能力によって規定される。例えば、トラックと4WS(4 Wheel Steering)のスポーツカーとでは判定基準が異なる。
物理原則的とは、物体が持っている重量、エンジンパワー、推進機関(タイヤおよびスクリューなど)の能力によって決まるものである。具体的には、一定以上より早く加速したり、曲がったり、上昇したりすることがないことを物理原則的という。
基本の考えとして、物理原則を超えたような移動がRTKにより行われる場合をミスFixと判定する。
誤り検出部110は、標高の変化、方位角の変化または緯度経度の変化を対象物の運動性能限界能力と比較する。誤り検出部110は、変化が運動性能限界能力を超える場合の測位解を誤り測位解と判定する。
実施の形態において、誤り測位解検出装置100の機能はハードウェアで実現してもよい。
図26に、誤り測位解検出装置100の機能がハードウェアで実現される場合の構成を示す。
誤り測位解検出装置100は処理回路990を備える。処理回路990はプロセッシングサーキットリともいう。
処理回路990は、誤り検出部110と誤り除去部120と誤り閾値設定部130とを実現する専用の電子回路である。
例えば、処理回路990は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックIC、GA、ASIC、FPGAまたはこれらの組み合わせである。GAはGate Arrayの略称であり、ASICはApplication Specific Integrated Circuitの略称であり、FPGAはField Programmable Gate Arrayの略称である。
Claims (17)
- 移動体の標高と前記移動体の方位角と前記移動体の緯度経度とのいずれかを時刻毎に示す参照データを用いて、前記移動体の測位解を時刻毎に示す測位解データから、誤り測位解を検出する誤り検出部
を備える誤り測位解検出装置。 - 前記参照データは、前記移動体の標高を時刻毎に示し、
前記誤り検出部は、前記参照データを用いて標高変化量を時刻毎に算出し、標高閾値より大きい標高変化量に対応する時刻である誤り時刻を特定し、前記測位解データに示される測位解のうち、前記誤り時刻の測位解を前記誤り測位解として特定する
請求項1に記載の誤り測位解検出装置。 - 前記参照データに示される複数の標高は、測位解が得られなかった時刻を境にして、複数の標高集団に分けられ、
前記誤り検出部は、前記誤り時刻の標高を含み、且つ、時間閾値に対応する個数より少ない標高を含む標高集団である誤り集団を特定し、前記誤り集団に対応する1つ以上の測位解を前記誤り測位解として特定する
請求項2に記載の誤り測位解検出装置。 - 前記誤り検出部は、前記誤り時刻が測位開始時間帯に含まれる場合、前記測位開始時間帯における1つ以上の測位解を前記誤り測位解として特定する
請求項2または請求項3に記載の誤り測位解検出装置。 - 前記参照データは、前記移動体の標高を時刻毎に示し、
前記誤り検出部は、前記参照データを用いて標高変化量を測位解の特徴量として時刻毎に算出し、標高が誤っていると推定される測位解である標高誤り測位解を標高変化量に基づいて検出し、他の特徴量に基づいて他の誤り測位解を検出し、前記標高誤り測位解である測位解の誤り点数に標高重みを加え、前記他の誤り測位解である測位解の誤り点数に他の重みを加え、誤り閾値より高い誤り点数を有する測位解を前記誤り測位解として特定する
請求項1に記載の誤り測位解検出装置。 - 前記誤り測位解検出装置は、前記誤り閾値を設定するための設定画面を表示する表示部を備え、
前記設定画面は、前記誤り閾値を選択するためのオプションボタンを備え、
前記オプションボタンは、前記誤り閾値を選択するための複数の選択肢を有する
請求項5に記載の誤り測位解検出装置。 - 前記参照データは、前記移動体の方位角を時刻毎に示し、
前記誤り検出部は、前記参照データを用いて方位角変化量を時刻毎に算出し、方位角閾値より大きい方位角変化量に対応する時刻である誤り時刻を特定し、前記測位解データに示される測位解のうち、前記誤り時刻の測位解を前記誤り測位解として特定する
請求項1に記載の誤り測位解検出装置。 - 前記参照データに示される複数の方位角は、測位解が得られなかった時刻を境にして、複数の方位角集団に分けられ、
前記誤り検出部は、前記誤り時刻の方位角を含み、且つ、時間閾値に対応する個数より少ない方位角を含む方位角集団である誤り集団を特定し、前記誤り集団に対応する1つ以上の測位解を前記誤り測位解として特定する
請求項7に記載の誤り測位解検出装置。 - 前記誤り検出部は、前記誤り時刻が測位開始時間帯に含まれる場合、前記測位開始時間帯における1つ以上の測位解を前記誤り測位解として特定する
請求項7または請求項8に記載の誤り測位解検出装置。 - 前記参照データは、前記移動体の方位角を時刻毎に示し、
前記誤り検出部は、前記参照データを用いて方位角変化量を測位解の特徴量として時刻毎に算出し、方位角が誤っていると推定される測位解である方位角誤り測位解を方位角変化量に基づいて検出し、他の特徴量に基づいて他の誤り測位解を検出し、前記方位角誤り測位解である測位解の誤り点数に方位角重みを加え、前記他の誤り測位解である測位解の誤り点数に他の重みを加え、誤り閾値より高い誤り点数を有する測位解を前記誤り測位解として特定する
請求項1に記載の誤り測位解検出装置。 - 前記誤り測位解検出装置は、前記誤り閾値を設定するための設定画面を表示する表示部を備え、
前記設定画面は、前記誤り閾値を選択するためのオプションボタンを備え、
前記オプションボタンは、前記誤り閾値を選択するための複数の選択肢を有する
請求項10に記載の誤り測位解検出装置。 - 前記参照データは、前記移動体の緯度経度を時刻毎に示し、
前記誤り検出部は、前記参照データを用いて移動距離を時刻毎に算出し、オドメータによって得られた移動距離との差が距離閾値より長い移動距離に対応する時刻である誤り時刻を特定し、前記測位解データに示される測位解のうち、前記誤り時刻の測位解を前記誤り測位解と判定する
請求項1に記載の誤り測位解検出装置。 - 前記参照データに示される複数の緯度経度は、測位解が得られなかった時刻を境にして、複数の緯度経度集団に分けられ、
前記誤り検出部は、前記誤り時刻の緯度経度を含み、且つ、時間閾値に対応する個数より少ない緯度経度を含む緯度経度集団である誤り集団を特定し、前記誤り集団に対応する1つ以上の測位解を前記誤り測位解として特定する
請求項12に記載の誤り測位解検出装置。 - 前記誤り検出部は、前記誤り時刻が測位開始時間帯に含まれる場合、前記測位開始時間帯における1つ以上の測位解を前記誤り測位解として特定する
請求項12または請求項13に記載の誤り測位解検出装置。 - 前記参照データは、前記移動体の緯度経度を時刻毎に示し、
前記誤り検出部は、前記参照データを用いて移動距離を測位解の特徴量として時刻毎に算出し、緯度経度が誤っていると推定される測位解である緯度経度誤り測位解を移動距離に基づいて検出し、他の特徴量に基づいて他の誤り測位解を検出し、前記緯度経度誤り測位解である測位解の誤り点数に緯度経度重みを加え、前記他の誤り測位解である測位解の誤り点数に他の重みを加え、誤り閾値より高い誤り点数を有する測位解を前記誤り測位解として特定する
請求項1に記載の誤り測位解検出装置。 - 前記誤り測位解検出装置は、前記誤り閾値を設定するための設定画面を表示する表示部を備え、
前記設定画面は、前記誤り閾値を選択するためのオプションボタンを備え、
前記オプションボタンは、前記誤り閾値を選択するための複数の選択肢を有する
請求項15に記載の誤り測位解検出装置。 - 移動体の標高と前記移動体の方位角と前記移動体の緯度経度とのいずれかを時刻毎に示す参照データを用いて、前記移動体の測位解を時刻毎に示す測位解データから、誤り測位解を検出する誤り検出部
としてコンピュータを機能させるための誤り測位解検出プログラム。
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