JP2021032573A - Positioning system, automatic steering system, and positioning method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測位システム、自動操舵システム、及び測位方法に関する。 The present invention relates to a positioning system, an automatic steering system, and a positioning method.
近年、移動物体の位置測定、及び走行精度の向上において、GPS(Global Positioning System;全地球測位システム)測位技術の利用が一般化している(例えば、特許文献1を参照)。以下、GPSは、各国で運用されている衛星測位システムの総称であるGNSS:Global Navigation Satellite Systemを代表する衛星測位システムとして記述する。
また、測位の精度向上が図れる技術として、RTK(Real Time Kinematic;リアルタイムキネマティック)方式が知られている。農耕機械、建設機械等の走行移動物体の位置測定、及び走行経路の精度向上において、RTK方式を用いたGPS測位技術が用いられており、今後、普及する可能性が高くなっている。
In recent years, the use of GPS (Global Positioning System) positioning technology has become common in measuring the position of moving objects and improving running accuracy (see, for example, Patent Document 1). Hereinafter, GPS is described as a satellite positioning system representing GNSS: Global Navigation Satellite System, which is a general term for satellite positioning systems operated in each country.
Further, as a technique for improving the accuracy of positioning, an RTK (Real Time Kinematic) method is known. GPS positioning technology using the RTK method is used for measuring the position of moving moving objects such as agricultural machinery and construction machinery, and for improving the accuracy of traveling routes, and there is a high possibility that it will become widespread in the future.
ところで、上述したRTK方式を用いた測位システムでは、移動物体に対して、例えば、携帯電話網などの通信により補正位置情報を供給する必要がある。しかしながら、中山間地域等では、携帯電話網などの通信事業者が提供する通信網の範囲外の場所である場合があり、このような場所では、従来の測位システムは、RTK方式を適用することができずに、高精度に測位を行うことが困難であった。 By the way, in the positioning system using the RTK method described above, it is necessary to supply the corrected position information to the moving object by communication such as a mobile phone network. However, in mountainous areas, etc., there are cases where the location is outside the range of the communication network provided by the communication carrier such as the mobile phone network, and in such a location, the conventional positioning system should apply the RTK method. It was difficult to perform positioning with high accuracy.
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、通信事業者が提供する通信網の範囲外の場所であっても、高精度に測位を行うことができる測位システム、自動操舵システム、及び測位方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is an automatic positioning system capable of performing positioning with high accuracy even in a place outside the range of a communication network provided by a telecommunications carrier. The purpose is to provide a steering system and a positioning method.
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、GPS(Global Positioning System)を利用して測定された移動物体のGPS位置情報を、前記GPSを利用して測定された固定基地局の基準位置情報に基づく補正位置情報によって補正するRTK(Real Time Kinematic)方式の測位システムであって、測位対象エリア内に配置され、通信事業者が提供する第1通信網とは異なる第2通信網であって、指向性アンテナにより前記測位対象エリアを覆うように配置された複数の無線ネットワークを有する複合無線ネットワーク網である第2通信網を構築する通信基地局と、前記通信基地局が構築した前記第2通信網を経由して、前記補正位置情報を取得し、当該補正位置情報に基づいて、前記移動物体のGPS位置情報を補正して、前記測位対象エリア内の前記移動物体の位置情報を測定する測位処理部とを備えることを特徴とする測位システムである。 In order to solve the above problem, one aspect of the present invention is to use GPS position information of a moving object measured by using GPS (Global Positioning System) as a reference of a fixed base station measured by using GPS. Correction based on position information This is an RTK (Real Time Kinematic) positioning system that corrects based on position information, and is located in the positioning target area and is a second communication network that is different from the first communication network provided by the telecommunications carrier. A communication base station for constructing a second communication network, which is a composite wireless network network having a plurality of wireless networks arranged so as to cover the positioning target area by a directional antenna, and the communication base station constructed by the communication base station. The corrected position information is acquired via the second communication network, the GPS position information of the moving object is corrected based on the corrected position information, and the position information of the moving object in the positioning target area is obtained. It is a positioning system characterized by including a positioning processing unit for measuring.
また、本発明の一態様は、上記の測位システムにおいて、前記通信基地局は、前記複数の無線ネットワークの境界に生じる前記第2通信網の不感帯を前記移動物体が通過する通過期間が、前記補正位置情報を取得できずに所定の精度を保持できる許容期間より短くなるように、前記複合無線ネットワーク網を構築することを特徴とする。 Further, in one aspect of the present invention, in the positioning system, the communication base station corrects the passage period during which the moving object passes through the dead zone of the second communication network generated at the boundary of the plurality of wireless networks. It is characterized in that the composite wireless network network is constructed so as to be shorter than the permissible period in which position information cannot be acquired and a predetermined accuracy can be maintained.
また、本発明の一態様は、GPS(Global Positioning System)を利用して測定された移動物体のGPS位置情報を、前記GPSを利用して測定された固定基地局の基準位置情報に基づく補正位置情報によって補正するRTK(Real Time Kinematic)方式の測位システムであって、測位対象エリア内に配置され、通信事業者が提供する第1通信網とは異なる第2通信網であって、自営モバイル通信技術を適用した第2通信網を構築する通信基地局と、前記通信基地局が構築した前記第2通信網を経由して、前記補正位置情報を取得し、当該補正位置情報に基づいて、前記移動物体のGPS位置情報を補正して、前記測位対象エリア内の前記移動物体の位置情報を測定する測位処理部とを備えることを特徴とする測位システムである。 Further, one aspect of the present invention is to correct the GPS position information of a moving object measured by using GPS (Global Positioning System) based on the reference position information of a fixed base station measured by using the GPS. It is an RTK (Real Time Kinematic) type positioning system that corrects by information, and is a second communication network that is located in the positioning target area and is different from the first communication network provided by the telecommunications carrier, and is a self-employed mobile communication. The correction position information is acquired via the communication base station for constructing the second communication network to which the technique is applied and the second communication network constructed by the communication base station, and the correction position information is acquired based on the correction position information. It is a positioning system including a positioning processing unit that corrects GPS position information of a moving object and measures the position information of the moving object in the positioning target area.
また、本発明の一態様は、上記の測位システムにおいて、前記第1通信網と前記第2通信網との両方による通信が可能であり、前記第1通信網及び前記第2通信網の電波強度に基づいて、前記第1通信網による通信と前記第2通信網による通信とを切り替えて通信を行って、前記補正位置情報を取得する端末装置を備え、前記測位処理部は、前記端末装置が取得した前記補正位置情報に基づいて、前記移動物体のGPS位置情報を補正することを特徴とする。 Further, in one aspect of the present invention, in the positioning system, communication by both the first communication network and the second communication network is possible, and the radio wave strength of the first communication network and the second communication network is possible. The terminal device is provided with a terminal device for acquiring the correction position information by switching between communication by the first communication network and communication by the second communication network based on the above. It is characterized in that the GPS position information of the moving object is corrected based on the acquired correction position information.
また、本発明の一態様は、上記の測位システムにおいて、前記通信基地局は、前記第2通信網を構築するとともに、自営モバイル通信技術を適用した第3通信網を構築可能であり、前記第1通信網、前記第2通信網、及び前記第3通信網による通信が可能であり、前記第1通信網、前記第2通信網、及び前記第3通信網の電波強度に基づいて、前記第1通信網、前記第2通信網、及び前記第3通信網のうちのいずれかに切り替えて通信を行って、前記補正位置情報を取得する端末装置を備え、前記測位処理部は、前記端末装置が取得した前記補正位置情報に基づいて、前記移動物体のGPS位置情報を補正することを特徴とする。 Further, in one aspect of the present invention, in the positioning system, the communication base station can construct the second communication network and a third communication network to which the self-employed mobile communication technology is applied. Communication by one communication network, the second communication network, and the third communication network is possible, and based on the radio field strength of the first communication network, the second communication network, and the third communication network, the first communication network. A terminal device for acquiring the correction position information by switching to any one of one communication network, the second communication network, and the third communication network is provided, and the positioning processing unit is the terminal device. The GPS position information of the moving object is corrected based on the corrected position information acquired by the moving object.
また、本発明の一態様は、上記の測位システムにおいて、前記第1通信網と前記第2通信網との間を中継する中継通信網を備え、前記固定基地局は、前記第1通信網の範囲内に配置されており、前記測位処理部は、前記中継通信網及び前記第2通信網を経由して、前記補正位置情報を取得することを特徴とする。 Further, one aspect of the present invention includes a relay communication network that relays between the first communication network and the second communication network in the positioning system, and the fixed base station is the first communication network. The positioning processing unit is arranged within the range, and is characterized in that the correction position information is acquired via the relay communication network and the second communication network.
また、本発明の一態様は、前記測位対象エリアが農地であり、前記移動物体が農機であり、上記の測位システムによって測定された前記農機の位置情報に基づいて、前記農地内の前記農機を自動操舵する操舵制御部を備えることを特徴とする自動操舵システムである。 Further, in one aspect of the present invention, the positioning target area is a farmland, the moving object is a farm machine, and the farm machine in the farm land is based on the position information of the farm machine measured by the positioning system. It is an automatic steering system characterized by including a steering control unit for automatic steering.
また、本発明の一態様は、GPS(Global Positioning System)を利用して測定された移動物体のGPS位置情報を、前記GPSを利用して測定された固定基地局の基準位置情報に基づく補正位置情報によって補正するRTK(Real Time Kinematic)方式の測位方法であって、通信基地局が、測位対象エリア内に配置され、通信事業者が提供する第1通信網とは異なる第2通信網であって、指向性アンテナにより前記測位対象エリアを覆うように配置された複数の無線ネットワークを有する複合無線ネットワーク網である第2通信網を構築する構築ステップと、測位処理部が、前記通信基地局が構築した前記第2通信網を経由して、前記補正位置情報を取得し、当該補正位置情報に基づいて、前記移動物体のGPS位置情報を補正して、前記測位対象エリア内の前記移動物体の位置情報を測定する測位処理ステップとを含むことを特徴とする測位方法である。 Further, one aspect of the present invention is to correct the GPS position information of a moving object measured by using GPS (Global Positioning System) based on the reference position information of a fixed base station measured by using the GPS. It is an RTK (Real Time Kinematic) positioning method that corrects by information, and is a second communication network in which the communication base station is located in the positioning target area and is different from the first communication network provided by the telecommunications carrier. Then, the construction step of constructing a second communication network, which is a composite wireless network network having a plurality of wireless networks arranged so as to cover the positioning target area by a directional antenna, and the positioning processing unit are performed by the communication base station. The corrected position information is acquired via the constructed second communication network, the GPS position information of the moving object is corrected based on the corrected position information, and the moving object in the positioning target area is corrected. It is a positioning method characterized by including a positioning processing step for measuring position information.
また、本発明の一態様は、GPS(Global Positioning System)を利用して測定された移動物体のGPS位置情報を、前記GPSを利用して測定された固定基地局の基準位置情報に基づく補正位置情報によって補正するRTK(Real Time Kinematic)方式の測位方法であって、通信基地局が、測位対象エリア内に配置され、通信事業者が提供する第1通信網とは異なる第2通信網であって、自営モバイル通信技術を適用した第2通信網を構築する構築ステップと、測位処理部が、前記通信基地局が構築した前記第2通信網を経由して、前記補正位置情報を取得し、当該補正位置情報に基づいて、前記移動物体のGPS位置情報を補正して、前記測位対象エリア内の前記移動物体の位置情報を測定する測位処理ステップとを含むことを特徴とする測位方法である。 Further, one aspect of the present invention is to correct the GPS position information of a moving object measured by using GPS (Global Positioning System) based on the reference position information of a fixed base station measured by using the GPS. It is an RTK (Real Time Kinematic) positioning method that corrects by information, and is a second communication network in which the communication base station is located in the positioning target area and is different from the first communication network provided by the telecommunications carrier. Then, the construction step of constructing the second communication network to which the self-employed mobile communication technology is applied, and the positioning processing unit acquire the correction position information via the second communication network constructed by the communication base station. The positioning method includes a positioning process step of correcting the GPS position information of the moving object based on the corrected position information and measuring the position information of the moving object in the positioning target area. ..
本発明によれば、通信事業者が提供する通信網の範囲外の場所であっても、高精度に測位を行うことができる。 According to the present invention, positioning can be performed with high accuracy even in a place outside the range of the communication network provided by the telecommunications carrier.
以下、本発明の一実施形態による測位システム、自動操舵システム、及び測位方法について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a positioning system, an automatic steering system, and a positioning method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態による測位システム1及び自動操舵システム100の一例を示すブロック図である。
図1に示すように、自動操舵システム100は、Base基地局3と、通信基地局4と、IoT(Internet of Things)農機6と、サーバ装置43と、端末装置62とを備えている。また、自動操舵システム100は、測位システム1を含んでいる。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the
As shown in FIG. 1, the
測位システム1は、GPS(Global Positioning System)を利用して測定されたIoT農機6のGPS位置情報を、GPSを利用して測定されたBase基地局3の基準位置情報に基づく補正位置情報によって補正するRTK(Real Time Kinematic)方式の測位システムである。測位システム1は、Base基地局3と、通信基地局4と、制御装置42と、サーバ装置43と、端末装置62と、IoT農機6の移動衛星受信機61及び測位処理部63(図2参照)とを備えている。
The
なお、図1において、衛星2は、GPS衛星、あるいはGLONASS(Global Navigation Satellite System)衛星等であり、図示を省略するが複数の衛星群である。
また、図1において、農地A1は、測位対象エリアの一例であり、例えば、携帯電話などの通信事業者が提供する携帯電話通信網(第1通信網)の範囲外のエリアである。また、農地A1は、例えば、中山間地域にある農地である。ここで、中山間地域とは、山間地及びその周辺の地域、その他地勢等の地理的条件が悪く、農業生産条件が不利な地域をいい、農林統計上用いられている地域区分のうち、中間農業地域と山間農業地域を合わせた地域を示す。中山間地域では、一般に、携帯電話などの通信事業者が提供する携帯電話通信網(第1通信網)の範囲外になることが多い。
In FIG. 1, the
Further, in FIG. 1, the agricultural land A1 is an example of a positioning target area, and is, for example, an area outside the range of the mobile phone communication network (first communication network) provided by a communication carrier such as a mobile phone. Agricultural land A1 is, for example, a farmland in a mountainous area. Here, the hilly and mountainous area refers to a mountainous area and its surrounding areas, and other areas where geographical conditions such as topography are poor and agricultural production conditions are unfavorable, and is intermediate among the area classifications used in agriculture and forestry statistics. The area that combines the agricultural area and the mountainous agricultural area is shown. In mountainous areas, in general, it is often outside the range of the mobile phone communication network (first communication network) provided by a communication carrier such as a mobile phone.
Base基地局3(固定基地局の一例)は、RTK方式の基地局であり、移動衛星受信機31とを備えている。Base基地局3は、GPSを利用して測定されたBase基地局3の基準位置情報に基づく補正位置情報を生成し、当該補正位置情報を端末装置62に送信する。なお、本実施形態では、Base基地局3が、後述する複合無線ネットワーク網CNWの範囲内にある場合について説明する。
The Base base station 3 (an example of a fixed base station) is an RTK type base station and includes a
Base基地局3は、移動衛星受信機31を有し、移動衛星受信機31は、地球の上空を周回している衛星2からの衛星発信情報を受信する。
また、Base基地局3は、移動衛星受信機31が受信した衛星発信情報に基づいて、Base基地局3の基準位置情報を生成し、予め保持しているBase基地局3の位置情報と比較して、補正位置情報(RTK補正情報)を生成する。Base基地局3は、生成した補正位置情報を後述する通信基地局4を経由して、複合無線ネットワーク網CNWを用いて、端末装置62に送信する。
The
Further, the
通信基地局4は、例えば、農地A1内(測位対象エリア内)に配置され、通信事業者が提供する携帯電話通信網とは異なる複合無線ネットワーク網CNW(第2通信網の一例)を構築する。通信基地局4は、指向性アンテナ41により農地A1を覆うように配置された複数の無線ネットワーク(NW1、NW2、NW3、・・・)を有する複合無線ネットワーク網CNWを構築する。
The
複数の無線ネットワーク(NW1、NW2、NW3、・・・)のそれぞれは、例えば、無線LAN(Local Area Network)によるネットワークであり、それぞれにSSID(Service Set ID)が付与されている。
複合無線ネットワーク網CNWは、例えば、複合Wi−Fi(Wi−Fiは、登録商標)によるネットワーク網である。
Each of the plurality of wireless networks (NW1, NW2, NW3, ...) Is, for example, a network by a wireless LAN (Local Area Network), and each is assigned an SSID (Service Set ID).
The composite wireless network network CNW is, for example, a network based on composite Wi-Fi (Wi-Fi is a registered trademark).
なお、指向性アンテナ41を用いずに全方位アンテナを使用した場合の一般の無線ネットワークの電波到達距離を距離L0とすると、本実施形態の指向性アンテナ41を用いた場合は、水平電波発信角を侠角として電波到達距離が距離Lnに延長される(Ln>L0)。通信基地局4は、指向性アンテナ41により複数の無線ネットワーク(NW1、NW2、NW3、・・・)を構築することで、広範囲な農地A1をカバーする複合無線ネットワーク網CNWを構築する。
Assuming that the radio wave reachable distance of a general wireless network when an omnidirectional antenna is used without using the
制御装置42は、通信基地局4、及び端末装置62を制御し、接続を要求する端末装置62が当該測位システム1の登録端末であるか否かの認証を行う。
サーバ装置43は、制御装置42と複合無線ネットワーク網CNWなどのネットワークを介して接続可能なデータサーバであり、例えば、Base基地局3とIoT農機6との関連情報を記憶するデータベースを保持する。
The
The
IoT農機6(移動物体の一例)は、例えば、農耕用のトラクタ(農機の一例)であり、移動衛星受信機61と、制御部60とを備える。また、IoT農機6には、端末装置62が搭載されている。
移動衛星受信機61は、衛星2からの衛星発信情報を受信して、受信した衛星発信情報を制御部60に出力する。
The IoT agricultural machine 6 (an example of a moving object) is, for example, a tractor for farming (an example of an agricultural machine), and includes a
The
端末装置62は、例えば、スマートフォンやタブレット端末などであり、通信基地局4と接続可能なインタフェース(例えば、無線LANなど)を有し、通信基地局4が構築した複合無線ネットワーク網CNWを経由して、Base基地局3から補正位置情報を受信する。端末装置62は、受信した補正位置情報(RTK補正情報)を制御部60に出力する。
なお、端末装置62は、複合無線ネットワーク網CNWの有する複数の無線ネットワーク(NW1、NW2、NW3、・・・)をSSIDの検出によって自動で切り替えるローミング機能が設定されており、当該ローミング機能によって自動的に切り替えて接続するものとする。
The
The
制御部60は、例えば、自動操舵装置であり、移動衛星受信機61から取得した衛星発信情報に基づいて、GPS位置情報を生成するとともに、Base基地局3から取得した補正位置情報(RTK補正情報)に基づいて高精度測位を行い、当該高精度測位に基づいて、高精度自動走行の制御を行う。制御部60は、例えば、図2に示すように、測位処理部63と、操舵制御部64とを備えている。
The
測位処理部63は、移動衛星受信機61から取得した衛星発信情報に基づいて、GPS位置情報を生成する。また、測位処理部63は、通信基地局4が構築した複合無線ネットワーク網CNWを経由して、補正位置情報を取得し、当該補正位置情報に基づいて、IoT農機6のGPS位置情報を補正して、農地A1内のIoT農機6の位置情報(高精度測位情報)を測定する。
操舵制御部64は、測位処理部63が測定したIoT農機6の位置情報(高精度測位情報)に基づいて、農地A1内のIoT農機6を自動操舵する。
The
The steering control unit 64 automatically steers the IoT
ここで、図2を参照して、本実施形態による測位システム1の測位処理について説明する。
図2は、本実施形態による測位システム1の測位処理の一例を説明する図である。
図2に示すように、制御部60の測位処理部63は、移動衛星受信機61が衛星2から受信した衛星発信情報を取得し、当該衛星発信情報に基づいて、IoT農機6のGPS位置情報(位置座標(X,Y,Z))を生成する。
Here, the positioning process of the
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of positioning processing of the
As shown in FIG. 2, the
また、Base基地局3は、移動衛星受信機31が衛星2から受信した衛星発信情報を取得し、当該衛星発信情報に基づいて、Base基地局3の位置情報を生成し、生成した位置情報と、予め保持しているBase基地局3の位置情報とに基づいて、補正位置情報(RTK補正情報(x,y,z))を生成する。Base基地局3は、生成したRTK補正情報(x,y,z)を、例えば、複合無線ネットワーク網CNWを用いて、端末装置62に送信する。
Further, the
端末装置62は、Base基地局3から受信したRTK補正情報(x,y,z)を制御部60の測位処理部63に出力する。
測位処理部63は、GPS位置情報(位置座標(X,Y,Z))を、RTK補正情報(x,y,z)により補正して、IoT農機6の高精度測位情報(位置座標(X+x,Y+y,Z+z))を生成する。また、測位処理部63は、生成した高精度測位情報(位置座標(X+x,Y+y,Z+z))を操舵制御部64に出力する。
The
The
操舵制御部64は、測位処理部63から取得した高精度測位情報(位置座標(X+x,Y+y,Z+z))に基づいて、IoT農機6の自動操舵を制御する。
なお、測位処理部63におけるGPS位置情報(位置座標(X,Y,Z))の取得時刻を時刻t1とし、RTK補正情報(x,y,z)の取得時刻を時刻t2とすると、時間差Δtは、下記の式(1)により示すことができる。
The steering control unit 64 controls the automatic steering of the IoT
Assuming that the acquisition time of GPS position information (position coordinates (X, Y, Z)) in the
時間差Δt = 時刻t1−時刻t2 ・・・ (1) Time difference Δt = time t1-time t2 ... (1)
この時間差Δtが大きい程、測位処理部63が生成する高精度測位情報の精度が低下し、許容可能な精度を確保できる時間差ΔtをRTK補正情報許容遅延時間t(age0)と称する。すなわち、時間差Δtの限界値をRTK補正情報許容遅延時間t(age0)と称する。
The larger the time difference Δt, the lower the accuracy of the high-precision positioning information generated by the
再び図1に戻り、IoT農機6が、複合無線ネットワーク網CNWの範囲を走行すると、例えば、1つの無線ネットワークNW1の範囲から逸脱し、次の無線ネットワークNW2の範囲に入るまで、複合無線ネットワーク網CNWに接続できない期間が発生する場合がある。例えば、図1において、IoT農機6が、経路R1及び経路R2を通過した場合に、この複合無線ネットワーク網CNWの不感帯をIoT農機6が通過する通過期間が、期間ΔT1、及び期間ΔT2に対応する。本実施形態では、この期間ΔT1、及び期間ΔT2が、上述したRTK補正情報許容遅延時間t(age0)以下になるように、指向性アンテナ41を調整して、複数の無線ネットワーク(NW1、NW2、NW3、・・・)を構築する。
Returning to FIG. 1 again, when the IoT
このように、通信基地局4は、複数の無線ネットワークの境界に生じる複合無線ネットワーク網CNWの不感帯をIoT農機6が通過する通過期間(例えば、期間ΔT1、及び期間ΔT2)が、補正位置情報を取得できずに所定の精度を保持できる許容期間(例えば、RTK補正情報許容遅延時間t(age0))より短くなるように、複合無線ネットワーク網CNWを構築する。
In this way, the
次に、図3を参照して、本実施形態による自動操舵システム100の動作について説明する。
図3は、本実施形態による自動操舵システム100の動作の一例を説明する図である。
図3に示すように、まず、IoT農機6は、GPSによりIoT農機6のCPS位置を取得する(ステップS101)。IoT農機6の測位処理部63は、移動衛星受信機61から取得した衛星発信情報に基づいて、GPS位置情報を生成する。
Next, the operation of the
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the operation of the
As shown in FIG. 3, first, the IoT
また、ステップS101の処理に平行して、Base基地局3は、GPSによりBase基地局3の位置情報を取得する(ステップS102)。Base基地局3は、移動衛星受信機31から取得した衛星発信情報に基づいて、Base基地局3の位置情報を生成する。
Further, in parallel with the process of step S101, the
次に、Base基地局3は、補正位置情報を生成する(ステップS103)。Base基地局3は、生成したBase基地局3の位置情報と、予め保持しているBase基地局3の位置情報とに基づいて、補正位置情報を生成する。
Next, the
次に、Base基地局3は、生成した補正位置情報をIoT農機6に送信する(ステップS104)。Base基地局3は、例えば、複合無線ネットワーク網CNWを経由して、IoT農機6の端末装置62に補正位置情報を送信し、端末装置62は、受信した補正位置情報をIoT農機6の測位処理部63に送信する。
なお、ステップS104の処理後に、Base基地局3は、処理をステップS102に戻して、ステップS102からステップS104の処理を所定の時間間隔で繰り返す。
Next, the
After the processing of step S104, the
次に、IoT農機6の測位処理部63は、GPS位置情報を補正位置情報により補正して、高精度位置情報を生成する(ステップS105)。
次に、IoT農機6の操舵制御部64は、高精度位置情報に基づいて、自動操舵制御を実行する(ステップS106)。ステップS106の処理後に、IoT農機6は、処理をステップS101に戻して、ステップS101、ステップS105、及びステップS106の処理を所定の時間間隔で繰り返す。
Next, the
Next, the steering control unit 64 of the IoT
以上説明したように、本実施形態による測位システム1は、GPSを利用して測定されたIoT農機6(移動物体)のGPS位置情報を、GPSを利用して測定されたBase基地局3(固定基地局)の基準位置情報に基づく補正位置情報によって補正するRTK方式の測位システムであって、通信基地局4と、測位処理部63とを備える。通信基地局4は、農地A1内(測位対象エリア内)に配置され、指向性アンテナ41により農地A1を覆うように配置された複数の無線ネットワーク(NW1、NW2、・・・)を有する複合無線ネットワーク網CNW(第2通信網)を構築する。ここで、複合無線ネットワーク網CNWは、通信事業者が提供する携帯電話通信網MNW(第1通信網)とは異なる第2通信網である。測位処理部63は、通信基地局4が構築した複合無線ネットワーク網CNWを経由して、補正位置情報を取得し、当該補正位置情報に基づいて、IoT農機6のGPS位置情報を補正して、農地A1内のIoT農機6の位置情報(高精度位置情報)を測定する。
As described above, in the
これにより、本実施形態による測位システム1は、複合無線ネットワーク網CNWを利用して、補正位置情報を取得するため、例えば、中山間地域などの通信事業者が提供する通信網(例えば、LTE携帯電話通信網など)の範囲外の場所であっても、高精度に測位を行うことができる。
また、本実施形態による測位システム1は、指向性アンテナ41を用いることで、無線ネットワークの電波到達距離が長くなるため、通信基地局4の設置台数を低減しつつ、広範囲の農地A1(測位対象エリア)の測位に対応することができる。また、本実施形態による測位システム1は、低コストで高精度の位置計測を行うことができる。
As a result, the
Further, in the
また、本実施形態では、通信基地局4は、複数の無線ネットワークの境界に生じる複合無線ネットワーク網CNWの不感帯をIoT農機6が通過する通過期間(例えば、期間ΔT1、及び期間ΔT2)が、補正位置情報を取得できずに所定の精度を保持できる許容期間(例えば、RTK補正情報許容遅延時間t(age0))より短くなるように、複合無線ネットワーク網CNWを構築する。
これにより、本実施形態による測位システム1は、複数の無線ネットワークの境界に生じる複合無線ネットワーク網CNWの不感帯が発生した場合であっても、高精度を維持して測位を行うことができる。
Further, in the present embodiment, the
As a result, the
また、本実施形態による自動操舵システム100は、測位対象エリアが農地A1であり、移動物体が農機(IoT農機6)であり、上述した測位システム1によって測定された農機(IoT農機6)の位置情報(高精度位置情報)に基づいて、農地A1内の農機(IoT農機6)を自動操舵する操舵制御部64を備える。
これにより、本実施形態による自動操舵システム100は、上述した測位システム1と同様の効果を奏し、例えば、中山間地域などの通信事業者が提供する通信網の範囲外の場所であっても、高精度に測位を行うことができる。また、本実施形態による自動操舵システム100は、例えば、中山間地域などにある農地A1に対して、IoT農機6による自動操舵を実現することができ、中山間地域における農業の作業効率を大幅に向上させることができる。
Further, in the
As a result, the
また、本実施形態による自動操舵システム100を適用することで、今まで農業に対し自動操舵等の適用が困難であった地域(例えば、中山間地域)に対しても営農の各ステージに一貫して自動操舵を活用した農法の適用が可能となり、中山間地域の農業のスマート化を推進することができる。
In addition, by applying the
また、本実施形態による測位方法は、GPSを利用して測定されたIoT農機6のGPS位置情報を、GPSを利用して測定されたBase基地局3の基準位置情報に基づく補正位置情報によって補正するRTK方式の測位方法であって、構築ステップと、測位処理ステップとを含む。構築ステップにおいて、通信基地局4が、農地A1内に配置され、通信事業者が提供する携帯電話通信網MNWとは異なる複合無線ネットワーク網CNWであって、指向性アンテナ41により農地A1内を覆うように配置された複数の無線ネットワークを有する複合無線ネットワーク網CNWを構築する。測位処理ステップにおいて、測位処理部63が、通信基地局4が構築した複合無線ネットワーク網CNWを経由して、補正位置情報を取得し、当該補正位置情報に基づいて、IoT農機6のGPS位置情報を補正して、農地A1内のIoT農機6の位置情報(高精度位置情報)を測定する。
Further, in the positioning method according to the present embodiment, the GPS position information of the IoT
これにより、本実施形態による測位方法は、上述した測位システム1と同様の効果を奏し、例えば、中山間地域などの通信事業者が提供する通信網(例えば、LTE携帯電話通信網など)の範囲外の場所であっても、高精度に測位を行うことができる。
As a result, the positioning method according to the present embodiment has the same effect as the
また、本実施形態によれば、リアルタイムでIoT農機6等の走行移動物体の運行時状況の高精度位置情報と連動した各種自動収集データをネットワーク網経由で、サーバ装置43に送信し、サーバ装置43が各種自動収集データをデータベースに蓄積することができる。これにより、本実施形態による測位システム1(自動操舵システム100)は、農業等ビッグデータの蓄積を可能とするため、効率・精度共に良好な大規模・省力化農耕に対応したビッグデータの活用を促進できる。
Further, according to the present embodiment, various automatically collected data linked with high-precision position information of the operating status of the traveling moving object such as the IoT
[第2の実施形態]
次に、図面を参照して、第2の実施形態のよる測位システム1a及び自動操舵システム100aについて説明する。
本実施形態では、Base基地局3が、複合無線ネットワーク網CNWの範囲外の携帯電話通信網MNWの範囲内に設置された場合の変形例について説明する。
[Second Embodiment]
Next, the
In the present embodiment, a modified example in which the
図4は、第2の実施形態による測位システム1a及び自動操舵システム100aの一例を示すブロック図である。
図4に示すように、自動操舵システム100aは、Base基地局3と、通信基地局4と、IoT農機6と、制御装置42と、サーバ装置43と、端末装置62とを備えている。また、自動操舵システム100aは、測位システム1aを含んでいる。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the
As shown in FIG. 4, the
また、測位システム1aは、RTK方式の測位システムであり、Base基地局3と、通信基地局4と、制御装置42と、サーバ装置43と、端末装置62と、IoT農機6を備えている。
なお、図4において、上述した図1に示す第1の実施形態と同一の構成には同一の符号を付与して、その説明を省略する。
Further, the
In FIG. 4, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment shown in FIG. 1 described above, and the description thereof will be omitted.
本実施形態におけるBase基地局3、及び制御装置42は、携帯電話通信網MNWの範囲MNA内に設置されており、測位システム1aは、携帯電話通信網MNWと、複合無線ネットワーク網CNWとの間を中継する中継通信回線71(中継通信網の一例)を備えている。
The
中継通信回線71は、制御装置42及びBase基地局3が、携帯電話通信網MNWの範囲MNA内になる場合に、制御信号、及び位置補正情報を、複合無線ネットワーク網CNWの範囲内にある通信基地局4へ通信を中継する。
When the
また、本実施形態において、Base基地局3は、携帯電話通信網MNWの範囲内(範囲MNA内)に配置されており、測位処理部63は、中継通信回線71及び複合無線ネットワーク網CNWを経由して、補正位置情報を取得する。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態の端末装置62は、携帯電話通信網MNWと複合無線ネットワーク網CNWとの両方による通信が可能である。端末装置62は、携帯電話通信網MNW及び複合無線ネットワーク網CNWの電波強度に基づいて、携帯電話通信網MNWによる通信と複合無線ネットワーク網CNWによる通信とを切り替えて通信を行って、補正位置情報を取得する。
その他の構成は、上述した第1の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。
Further, the
Since other configurations are the same as those of the first embodiment described above, the description thereof will be omitted here.
次に、図面を参照して、本実施形態による測位システム1a及び自動操舵システム100aの動作について説明する。
本実施形態による測位システム1a及び自動操舵システム100aの基本的な動作は、上述した第1の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。
Next, the operation of the
Since the basic operations of the
なお、本実施形態による測位システム1aは、IoT農機6及び端末装置62が、携帯電話通信網MNWの範囲内(範囲MNA内)と、複合無線ネットワーク網CNWの範囲内とのいずれでも使用可能であり、端末装置62による携帯電話通信網MNWによる通信と、複合無線ネットワーク網CNWによる通信との切り替え処理について説明する。
In the
図5は、本実施形態による測位システム1aの通信切り替え処理の一例をフローチャートである。
図5に示すように、例えば、端末装置62は、通信事業者の通信網の範囲内であるか否かを判定する(ステップS201)。端末装置62は、電波強度に基づいて、携帯電話通信網MNWの範囲内(範囲MNA内)であるか否かを判定する。端末装置62は、携帯電話通信網MNWの範囲内(範囲MNA内)である場合(ステップS201:YES)に、処理をステップS202に進める。また、端末装置62は、携帯電話通信網MNWの範囲内(範囲MNA内)でない場合(ステップS201:NO)に、処理をステップS203に進める。
FIG. 5 is a flowchart of an example of the communication switching process of the
As shown in FIG. 5, for example, the
ステップS202において、端末装置62は、通信事業者の通信網で通信する。すなわち、端末装置62は、携帯電話通信網MNWに接続し、携帯電話通信網MNWを経由して、Base基地局3から補正情報を取得する。ステップS202の処理後に、端末装置62は、処理をステップS201に戻す。
In step S202, the
また、ステップS203において、端末装置62は、複合無線ネットワーク網CNWで通信する。すなわち、端末装置62は、複合無線ネットワーク網CNWに接続し、複合無線ネットワーク網CNW及び中継通信回線71を経由して、Base基地局3から補正情報を取得する。なお、端末装置62は、複合無線ネットワーク網CNWに接続する際に、複数の無線ネットワーク(NW1、NW2、NW3、・・・)のそれぞれに付与されたSSIDに基づいて接続し、複数の無線ネットワーク(NW1、NW2、NW3、・・・)のいずれかに接続するかは、電波強度に基づくローミング機能を用いて決定する。ステップS203の処理後に、端末装置62は、処理をステップS201に戻す。
Further, in step S203, the
なお、上述した例では、端末装置62が、携帯電話通信網MNWを優先して接続する例を説明したが、携帯電話通信網MNWと複合無線ネットワーク網CNWとの両方が接続可能な場合には、電波強度の強い通信網(より安定して接続可能な通信網)を優先して接続するようにしてもよい。また、上述した例では、端末装置62が、携帯電話通信網MNWと複合無線ネットワーク網CNWとを自動で切り替える例を説明したが、手動により切り替えるようにしてもよい。
In the above-mentioned example, the
以上説明したように、本実施形態による測位システム1aでは、端末装置62が、携帯電話通信網MNW(第1通信網)と複合無線ネットワーク網CNW(第2通信網)との両方による通信が可能である。端末装置62は、携帯電話通信網MNW及び複合無線ネットワーク網CNWの電波強度に基づいて、携帯電話通信網MNWによる通信と複合無線ネットワーク網CNWによる通信とを切り替えて通信を行って、補正位置情報を取得する。そして、測位処理部63は、端末装置62が取得した補正位置情報に基づいて、IoT農機6のGPS位置情報を補正する。
As described above, in the
これにより、本実施形態による測位システム1a(自動操舵システム100a)は、携帯電話通信網MNW(第1通信網)の範囲内(範囲MNA内)の農地と、中山間地域などの農地との両方に対応することができ、利便性を向上させることができる。また、端末装置62が、電波強度に基づいて、自動で通信網を切り替えることができるため、本実施形態による測位システム1a(自動操舵システム100a)は、例えば、携帯電話通信網MNWの範囲内と範囲外とが入り混じった場所の農地などで、IoT農機6の自動操舵が可能になり、さらに利便性を向上させることができる。
As a result, the
また、本実施形態による測位システム1a(自動操舵システム100a)は、携帯電話通信網MNWと複合無線ネットワーク網CNWとの間を中継する中継通信網(中継通信回線71)を備える。Base基地局3は、携帯電話通信網MNWの範囲内(範囲MNA内)に配置されており、測位処理部63は、中継通信網(中継通信回線71及び複合無線ネットワーク網CNWを経由して、補正位置情報を取得する。
Further, the
これにより、本実施形態による測位システム1a(自動操舵システム100a)は、Base基地局3を、携帯電話通信網MNWの範囲内(範囲MNA内)に配置した場合であっても、例えば、中山間地域などの携帯電話通信網MNWの範囲外の場所で、高精度に測位を行うことができる。すなわち、本実施形態による測位システム1a(自動操舵システム100a)では、農地A1にBase基地局3を設置する必要がなく、Base基地局3を設置する場所がない場合でも、IoT農機6の自動操舵が可能になる。
As a result, in the
[第3の実施形態]
次に、図面を参照して、第3の実施形態のよる測位システム1b及び自動操舵システム100bについて説明する。
本実施形態では、上述した第1の実施形態において、複合無線ネットワーク網CNWの代わりに、自営モバイル通信網PMNWを第2通信網として使用した場合の変形例について説明する。
[Third Embodiment]
Next, the
In the present embodiment, a modification in the case where the self-employed mobile communication network PMNW is used as the second communication network instead of the composite wireless network network CNW in the above-mentioned first embodiment will be described.
図6は、第3の実施形態による測位システム1b及び自動操舵システム100bの一例を示すブロック図である。
図6に示すように、自動操舵システム100bは、Base基地局3と、通信基地局5と、IoT農機6と、制御装置42と、サーバ装置43と、自営モバイル通信制御装置51と、端末装置62とを備えている。また、自動操舵システム100bは、測位システム1bを含んでいる。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the
As shown in FIG. 6, the
また、測位システム1bは、RTK方式の測位システムであり、Base基地局3と、通信基地局5と、自営モバイル通信制御装置51と、制御装置42と、サーバ装置43と、端末装置62と、IoT農機6を備えている。
なお、図6において、上述した図1に示す第1の実施形態と同一の構成には同一の符号を付与して、その説明を省略する。測位システム1bは、第1の実施形態の通信基地局4が、通信基地局5に置き換わり、自営モバイル通信制御装置51が追加されている点を除いて、第1の実施形態と同様である。
Further, the
In FIG. 6, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment shown in FIG. 1 described above, and the description thereof will be omitted. The
通信基地局5は、例えば、農地A1内(測位対象エリア内)に配置され、通信事業者が提供する携帯電話通信網とは異なる自営モバイル通信網PMNW(第2通信網の一例)を構築する。ここで、自営モバイル通信網PMNWとは例えばプライベートLTEであり、自営デジタル移動通信技術を適用した自営移動通信網である。ここで、デジタル移動通信技術は、LTE技術、LTE―A(LTE−Advanced)技術、eLTE(enhanced LTE)技術、RAT(Radio Access Technology)、5G技術等と称される通信技術を含むものとする。通信基地局5は、自営モバイル親機52を有し、自営モバイル親機52から電波を出力することで、自営モバイル通信網PMNWを構築する。
The
自営モバイル通信制御装置51は、通信基地局5による自営モバイル通信網PMNWを制御するとともに、通信基地局5、及び端末装置62を制御し、接続を要求する端末装置62が当該測位システム1bの登録端末であるか否かの認証を行う。
サーバ装置43は、自営モバイル通信制御装置51と自営モバイル通信網PMNWなどのネットワークを介して接続可能なデータサーバであり、例えば、Base基地局3とIoT農機6との関連情報を記憶するデータベースを保持する。サーバ装置43は、制御装置42を経由して、自営モバイル通信制御装置51と通信を行う。
The self-employed mobile
The
測位処理部63は、通信基地局5が構築した自営モバイル通信網PMNWを経由して、補正位置情報(RTK補正情報)を取得し、当該補正位置情報に基づいて、IoT農機6のGPS位置情報を補正して、農地A1内のIoT農機6の位置情報(高精度位置情報)を測定する。
The
また、本実施形態による測位システム1b及び自動操舵システム100bの動作は、複合無線ネットワーク網CNWの代わりに、自営モバイル通信網PMNWを利用している点を除いて、第1の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。
Further, the operation of the
以上説明したように、本実施形態による測位システム1bは、GPSを利用して測定されたIoT農機6(移動物体)のGPS位置情報を、GPSを利用して測定されたBase基地局3(固定基地局)の基準位置情報に基づく補正位置情報によって補正するRTK方式の測位システムであって、通信基地局5と、測位処理部63とを備える。通信基地局5は、農地A1内(測位対象エリア内)に配置され、自営モバイル通信技術を適用した自営モバイル通信網PMNW(第2通信網)を構築する。ここで、自営モバイル通信網PMNWは、通信事業者が提供する携帯電話通信網MNW(第1通信網)とは異なる第2通信網である。測位処理部63は、通信基地局5が構築した自営モバイル通信網PMNWを経由して、補正位置情報を取得し、当該補正位置情報に基づいて、IoT農機6のGPS位置情報を補正して、農地A1内のIoT農機6の位置情報(高精度位置情報)を測定する。
As described above, in the
これにより、本実施形態による測位システム1bは、自営モバイル通信網PMNWを利用して、補正位置情報を取得するため、例えば、中山間地域などの通信事業者が提供する通信網(例えば、LTE携帯電話通信網など)の範囲外の場所であっても、高精度に測位を行うことができる。
As a result, the
また、本実施形態による測位方法は、GPSを利用して測定されたIoT農機6のGPS位置情報を、GPSを利用して測定されたBase基地局3の基準位置情報に基づく補正位置情報によって補正するRTK方式の測位方法であって、構築ステップと、測位処理ステップとを含む。構築ステップにおいて、通信基地局5が、農地A1内に配置され、通信事業者が提供する携帯電話通信網MNWとは異なる自営モバイル通信網PMNWであって、自営モバイル通信技術を適用した自営モバイル通信網PMNWを構築する。測位処理ステップにおいて、測位処理部63が、通信基地局5が構築した自営モバイル通信網PMNWを経由して、補正位置情報を取得し、当該補正位置情報に基づいて、IoT農機6のGPS位置情報を補正して、農地A1内のIoT農機6の位置情報(高精度位置情報)を測定する。
Further, in the positioning method according to the present embodiment, the GPS position information of the IoT
これにより、本実施形態による測位方法は、上述した測位システム1bと同様の効果を奏し、例えば、中山間地域などの通信事業者が提供する通信網(例えば、LTE携帯電話通信網など)の範囲外の場所であっても、高精度に測位を行うことができる。
As a result, the positioning method according to the present embodiment has the same effect as the
[第4の実施形態]
次に、図面を参照して、第4の実施形態のよる測位システム1c及び自動操舵システム100cについて説明する。
本実施形態では、第3の実施形態において、Base基地局3が、自営モバイル通信網PMNWの範囲外の携帯電話通信網MNWの範囲内に設置された場合の変形例について説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, the
In the present embodiment, in the third embodiment, a modified example in which the
図7は、第4の実施形態による測位システム1c及び自動操舵システム100cの一例を示すブロック図である。
図7に示すように、自動操舵システム100cは、Base基地局3と、通信基地局5と、IoT農機6と、制御装置42と、サーバ装置43と、自営モバイル通信制御装置51と、端末装置62とを備えている。また、自動操舵システム100cは、測位システム1cを含んでいる。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of the
As shown in FIG. 7, the
また、測位システム1cは、RTK方式の測位システムであり、Base基地局3と、通信基地局5と、自営モバイル通信制御装置51と、制御装置42と、サーバ装置43と、端末装置62と、IoT農機6を備えている。
なお、図7において、上述した図6に示す第3の実施形態と同一の構成には同一の符号を付与して、その説明を省略する。
Further, the
In FIG. 7, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the third embodiment shown in FIG. 6 described above, and the description thereof will be omitted.
本実施形態におけるBase基地局3、及び自営モバイル通信制御装置51は、携帯電話通信網MNWの範囲MNA内に設置されており、測位システム1cは、携帯電話通信網MNWと、自営モバイル通信網PMNWとの間を中継する中継通信回線72(中継通信網の一例)を備えている。
The
中継通信回線72は、自営モバイル通信制御装置51及びBase基地局3が、携帯電話通信網MNWの範囲MNA内になる場合に、制御信号、及び位置補正情報を、自営モバイル通信網PMNWの範囲内にある通信基地局5へ通信を中継する。
When the self-employed mobile
また、本実施形態において、Base基地局3は、携帯電話通信網MNWの範囲内(範囲MNA内)に配置されており、測位処理部63は、中継通信回線72及び自営モバイル通信網PMNWを経由して、補正位置情報を取得する。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態の端末装置62は、携帯電話通信網MNWと自営モバイル通信網PMNWとの両方による通信が可能である。端末装置62は、携帯電話通信網MNW及び自営モバイル通信網PMNWの電波強度に基づいて、携帯電話通信網MNWによる通信と自営モバイル通信網PMNWによる通信とを切り替えて通信を行って、補正位置情報を取得する。端末装置62は、例えば、携帯電話通信網MNW用のSIM(Subscriber Identity Module)カードと、自営モバイル通信網PMNW用のSIMカードとの両方を搭載しており、この2つのSIMカードを切り替えて使用することで、携帯電話通信網MNWによる通信と自営モバイル通信網PMNWによる通信とを切り替える。
その他の構成は、上述した第3の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。
Further, the
Since other configurations are the same as those of the third embodiment described above, the description thereof will be omitted here.
次に、図面を参照して、本実施形態による測位システム1c及び自動操舵システム100cの動作について説明する。
本実施形態による測位システム1c及び自動操舵システム100cの基本的な動作は、上述した第1〜第3の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。
Next, the operation of the
Since the basic operations of the
なお、本実施形態による測位システム1cは、IoT農機6及び端末装置62が、携帯電話通信網MNWの範囲内(範囲MNA内)と、自営モバイル通信網PMNWの範囲内とのいずれでも使用可能であり、端末装置62による携帯電話通信網MNWによる通信と、自営モバイル通信網PMNWによる通信との切り替え処理について説明する。
In the
図8は、本実施形態による測位システム1cの通信切り替え処理の一例をフローチャートである。
図8に示すように、例えば、端末装置62は、通信事業者の通信網の範囲内であるか否かを判定する(ステップS301)。端末装置62は、電波強度に基づいて、携帯電話通信網MNWの範囲内(範囲MNA内)であるか否かを判定する。端末装置62は、携帯電話通信網MNWの範囲内(範囲MNA内)である場合(ステップS301:YES)に、処理をステップS302に進める。また、端末装置62は、携帯電話通信網MNWの範囲内(範囲MNA内)でない場合(ステップS301:NO)に、処理をステップS303に進める。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of the communication switching process of the
As shown in FIG. 8, for example, the
ステップS302において、端末装置62は、通信事業者の通信網で通信する。すなわち、端末装置62は、携帯電話通信網MNW用のSIMカードを使用して、携帯電話通信網MNWに接続し、携帯電話通信網MNWを経由して、Base基地局3から補正情報を取得する。ステップS302の処理後に、端末装置62は、処理をステップS301に戻す。
In step S302, the
また、ステップS303において、端末装置62は、自営モバイル通信網PMNWで通信する。すなわち、端末装置62は、自営モバイル通信網PMNW用のSIMカードを使用して、自営モバイル通信網PMNWに接続し、自営モバイル通信網PMNW及び中継通信回線72を経由して、Base基地局3から補正情報を取得する。ステップS303の処理後に、端末装置62は、処理をステップS301に戻す。
Further, in step S303, the
なお、上述した例では、端末装置62が、携帯電話通信網MNWを優先して接続する例を説明したが、携帯電話通信網MNWと自営モバイル通信網PMNWとの両方が接続可能な場合には、電波強度の強い通信網(より安定して接続可能な通信網)を優先して接続するようにしてもよい。また、上述した例では、端末装置62が、携帯電話通信網MNWと自営モバイル通信網PMNWとを自動で切り替える例を説明したが、手動により切り替えるようにしてもよい。
In the above-mentioned example, the
以上説明したように、本実施形態による測位システム1cでは、端末装置62が、携帯電話通信網MNW(第1通信網)と自営モバイル通信網PMNW(第2通信網)との両方による通信が可能である。端末装置62は、携帯電話通信網MNW及び自営モバイル通信網PMNWの電波強度に基づいて、携帯電話通信網MNWによる通信と自営モバイル通信網PMNWによる通信とを切り替えて通信を行って、補正位置情報を取得する。そして、測位処理部63は、端末装置62が取得した補正位置情報に基づいて、IoT農機6のGPS位置情報を補正する。
As described above, in the
これにより、本実施形態による測位システム1c(自動操舵システム100c)は、携帯電話通信網MNW(第1通信網)の範囲内(範囲MNA内)の農地と、中山間地域などの農地との両方に対応することができ、利便性を向上させることができる。また、端末装置62が、電波強度に基づいて、自動で通信網を切り替えることができるため、本実施形態による測位システム1c(自動操舵システム100c)は、例えば、携帯電話通信網MNWの範囲内と範囲外とが入り混じった場所の農地などで、IoT農機6の自動操舵が可能になり、さらに利便性を向上させることができる。
As a result, the
[第5の実施形態]
次に、図面を参照して、第5の実施形態のよる測位システム1d及び自動操舵システム100dについて説明する。
本実施形態では、上述した第2の実施形態と、第4の実施形態とを組み合わせた変形例について説明する。
[Fifth Embodiment]
Next, the
In this embodiment, a modified example in which the above-mentioned second embodiment and the fourth embodiment are combined will be described.
図9は、第5の実施形態による測位システム1d及び自動操舵システム100dの一例を示すブロック図である。
図9に示すように、自動操舵システム100dは、Base基地局3と、通信基地局4と、通信基地局5と、IoT農機6と、制御装置42と、サーバ装置43と、自営モバイル通信制御装置51と、端末装置62とを備えている。また、自動操舵システム100dは、測位システム1dを含んでいる。なお、本実施形態では、自営モバイル通信網PMNWを第3通信網として説明する。
FIG. 9 is a block diagram showing an example of the
As shown in FIG. 9, the
なお、図9において、上述した図4及び図7に示す第2及び第4の実施形態と同一の構成には同一の符号を付与して、その説明を省略する。
また、本実施形態の端末装置62は、携帯電話通信網MNW(第1通信網)と、複合無線ネットワーク網CNW(第2通信網)と、自営モバイル通信網PMNW(第3通信網)との全てによる通信が可能である。端末装置62は、携帯電話通信網MNW、複合無線ネットワーク網CNW、及び自営モバイル通信網PMNWの電波強度に基づいて、携帯電話通信網MNWによる通信と、複合無線ネットワーク網CNWによる通信と、自営モバイル通信網PMNWによる通信とを切り替えて通信を行って、補正位置情報を取得する。
In FIG. 9, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the second and fourth embodiments shown in FIGS. 4 and 7 described above, and the description thereof will be omitted.
Further, the
次に、図面を参照して、本実施形態による測位システム1d及び自動操舵システム100dの動作について説明する。
本実施形態による測位システム1d及び自動操舵システム100dの基本的な動作は、上述した第2及び第4の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。
Next, the operation of the
Since the basic operations of the
なお、本実施形態による測位システム1dは、IoT農機6及び端末装置62が、携帯電話通信網MNWの範囲内(範囲MNA内)と、複合無線ネットワーク網CNWの範囲内と、自営モバイル通信網PMNWの範囲内とのいずれでも使用可能であり、端末装置62による携帯電話通信網MNWによる通信と、複合無線ネットワーク網CNWによる通信と、自営モバイル通信網PMNWによる通信との切り替え処理について説明する。
In the
図10は、本実施形態による測位システム1dの通信切り替え処理の一例をフローチャートである。
図10に示すように、例えば、端末装置62は、通信事業者の通信網の範囲内であるか否かを判定する(ステップS401)。端末装置62は、電波強度に基づいて、携帯電話通信網MNWの範囲内(範囲MNA内)であるか否かを判定する。端末装置62は、携帯電話通信網MNWの範囲内(範囲MNA内)である場合(ステップS401:YES)に、処理をステップS402に進める。また、端末装置62は、携帯電話通信網MNWの範囲内(範囲MNA内)でない場合(ステップS401:NO)に、処理をステップS403に進める。
FIG. 10 is a flowchart of an example of the communication switching process of the
As shown in FIG. 10, for example, the
ステップS402において、端末装置62は、通信事業者の通信網で通信する。すなわち、端末装置62は、携帯電話通信網MNWに接続し、携帯電話通信網MNWを経由して、Base基地局3から補正情報を取得する。ステップS402の処理後に、端末装置62は、処理をステップS401に戻す。
In step S402, the
また、ステップS403において、端末装置62は、自営モバイル通信網PMNWの範囲内であるか否かを判定する。端末装置62は、自営モバイル通信網PMNWの範囲内である場合(ステップS403:YES)に、処理をステップS404に進める。また、端末装置62は、自営モバイル通信網PMNWの範囲内でない場合(ステップS403:NO)に、処理をステップS405に進める。
Further, in step S403, the
ステップS404において、端末装置62は、自営モバイル通信網PMNWで通信する。すなわち、端末装置62は、自営モバイル通信網PMNWに接続し、自営モバイル通信網PMNW及び中継通信回線72を経由して、Base基地局3から補正情報を取得する。ステップS404の処理後に、端末装置62は、処理をステップS401に戻す。
In step S404, the
また、ステップS405において、端末装置62は、複合無線ネットワーク網CNWで通信する。すなわち、端末装置62は、複合無線ネットワーク網CNWに接続し、複合無線ネットワーク網CNW及び中継通信回線71を経由して、Base基地局3から補正情報を取得する。ステップS405の処理後に、端末装置62は、処理をステップS401に戻す。
Further, in step S405, the
なお、上述した例では、端末装置62が、携帯電話通信網MNWを優先して接続する例を説明したが、携帯電話通信網MNWと、複合無線ネットワーク網CNWと、自営モバイル通信網PMNWとの3つが接続可能な場合には、電波強度の強い通信網(より安定して接続可能な通信網)を優先して接続するようにしてもよい。また、上述した例では、端末装置62が、携帯電話通信網MNWと、複合無線ネットワーク網CNWと、自営モバイル通信網PMNWとを自動で切り替える例を説明したが、手動により切り替えるようにしてもよい。
In the above-mentioned example, the
以上説明したように、本実施形態による測位システム1dでは、通信基地局(4、5)は、複合無線ネットワーク網CNW(第2通信網)を構築するとともに、自営モバイル通信技術を適用した自営モバイル通信網PMNW(第3通信網)を構築可能である。端末装置62は、携帯電話通信網MNW(第1通信網)、複合無線ネットワーク網CNW(第2通信網)、及び自営モバイル通信網PMNW(第3通信網)による通信が可能である。端末装置62は、携帯電話通信網MNW、複合無線ネットワーク網CNW、及び第3通信網の電波強度に基づいて、携帯電話通信網MNW、複合無線ネットワーク網CNW、及び自営モバイル通信網PMNWのうちのいずれかに切り替えて通信を行って、補正位置情報を取得する。
As described above, in the
これにより、本実施形態による測位システム1d(自動操舵システム100d)は、携帯電話通信網MNW(第1通信網)の範囲内(範囲MNA内)の農地と、中山間地域などの農地との両方に対応することができ、利便性を向上させることができる。本実施形態による測位システム1d(自動操舵システム100d)は、携帯電話通信網MNWの範囲内外を問わず円滑に高精度の測位及び自動操舵の運用を行うことが可能となる。また、端末装置62が、電波強度に基づいて、複数の通信網を切り替えて使用するため、地形や通信状態に応じて適切な通信網を選択することができ、信頼性の高い測位及び自動操舵を実現することができる。
As a result, the
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
上記の各実施形態において、IoT農機6が、トラクタである例を説明したが、これに限定されるものではなく、他のIoT農機であってもよい。
The present invention is not limited to each of the above embodiments, and can be modified without departing from the spirit of the present invention.
In each of the above embodiments, the example in which the IoT
また、上記の各実施形態において、測位システム1(1a〜1d)及び自動操舵システム100(100a〜100d)が、1台のBase基地局3、1台の通信基地局4、及び1台の通信基地局5を備える例を説明したが、これに限定されるものではなく、Base基地局3、通信基地局4、及び通信基地局5のそれぞれを複数備えるようにしてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the positioning system 1 (1a to 1d) and the automatic steering system 100 (100a to 100d) have one
なお、上記の各実施形態には、農業分野での適用例について説明したが、本発明は、他の分野での測位計測においても、同様に適用できる。例えば、端末装置62をトラクタ等の作業機械に搭載する他、ロボット等に搭載することで、農業のほか、建設、探索、災害救助等の走行移動物体に応用可能である。
Although application examples in the agricultural field have been described in each of the above embodiments, the present invention can be similarly applied to positioning measurement in other fields. For example, in addition to mounting the
なお、上述した測位システム1(1a〜1d)及び自動操舵システム100(100a〜100d)が備える各構成は、内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した測位システム1(1a〜1d)及び自動操舵システム100(100a〜100d)が備える各構成の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上述した測位システム1(1a〜1d)及び自動操舵システム100(100a〜100d)が備える各構成における処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、インターネットやWAN、LAN、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、CD−ROM等の非一過性の記録媒体であってもよい。
Each configuration included in the positioning system 1 (1a to 1d) and the automatic steering system 100 (100a to 100d) described above has a computer system inside. Then, a program for realizing the functions of each configuration included in the positioning system 1 (1a to 1d) and the automatic steering system 100 (100a to 100d) described above is recorded on a computer-readable recording medium, and the recording medium is used. By loading the recorded program into the computer system and executing it, the processing in each configuration included in the positioning system 1 (1a to 1d) and the automatic steering system 100 (100a to 100d) described above may be performed. Here, "loading and executing a program recorded on a recording medium into a computer system" includes installing the program in the computer system. The term "computer system" as used herein includes hardware such as an OS and peripheral devices.
Further, the "computer system" may include a plurality of computer devices connected via a network including a communication line such as the Internet, WAN, LAN, and a dedicated line. The "computer-readable recording medium" refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, or a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. As described above, the recording medium in which the program is stored may be a non-transient recording medium such as a CD-ROM.
また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部又は外部に設けられた記録媒体も含まれる。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に測位システム1(1a〜1d)及び自動操舵システム100(100a〜100d)が備える各構成で合体される構成や、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。 The recording medium also includes an internal or external recording medium that can be accessed from the distribution server to distribute the program. It should be noted that the program is divided into a plurality of parts, downloaded at different timings, and then combined with each configuration provided in the positioning system 1 (1a to 1d) and the automatic steering system 100 (100a to 100d), or the divided program. The distribution server that distributes each may be different. Furthermore, a "computer-readable recording medium" is a volatile memory (RAM) inside a computer system that serves as a server or client when a program is transmitted via a network, and holds the program for a certain period of time. It shall also include things. Further, the above program may be for realizing a part of the above-mentioned functions. Further, a so-called difference file (difference program) may be used, which can realize the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system.
また、上述した機能の一部又は全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現してもよい。上述した各機能は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。 Further, a part or all of the above-mentioned functions may be realized as an integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration). Each of the above-mentioned functions may be made into a processor individually, or a part or all of them may be integrated into a processor. Further, the method of making an integrated circuit is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. Further, when an integrated circuit technology that replaces an LSI appears due to advances in semiconductor technology, an integrated circuit based on this technology may be used.
1、1a、1b、1c、1d 測位システム
2 衛星
3 Base基地局
4、5 通信基地局
6 IoT農機
31、61 移動衛星受信機
41 指向性アンテナ
42 制御装置
43 サーバ装置
51 自営モバイル通信制御装置
52 自営モバイル親機
60 制御部
62 端末装置
63 測位処理部
64 操舵制御部
71、72 中継通信回線
100、100a、100b、100c、100d 自動操舵システム
MNW 携帯電話通信網
CNW 複合無線ネットワーク網
PMNW 自営モバイル通信網
1, 1a, 1b, 1c,
Claims (9)
測位対象エリア内に配置され、通信事業者が提供する第1通信網とは異なる第2通信網であって、指向性アンテナにより前記測位対象エリアを覆うように配置された複数の無線ネットワークを有する複合無線ネットワーク網である第2通信網を構築する通信基地局と、
前記通信基地局が構築した前記第2通信網を経由して、前記補正位置情報を取得し、当該補正位置情報に基づいて、前記移動物体のGPS位置情報を補正して、前記測位対象エリア内の前記移動物体の位置情報を測定する測位処理部と
を備えることを特徴とする測位システム。 RTK (Real Time Kinematic) that corrects the GPS position information of a moving object measured using GPS (Global Positioning System) with the correction position information based on the reference position information of the fixed base station measured using GPS. ) Method positioning system
It is a second communication network that is arranged in the positioning target area and is different from the first communication network provided by the telecommunications carrier, and has a plurality of wireless networks arranged so as to cover the positioning target area by a directional antenna. A communication base station that constructs a second communication network, which is a complex wireless network,
The correction position information is acquired via the second communication network constructed by the communication base station, and the GPS position information of the moving object is corrected based on the correction position information within the positioning target area. A positioning system including a positioning processing unit that measures the position information of the moving object.
前記複数の無線ネットワークの境界に生じる前記第2通信網の不感帯を前記移動物体が通過する通過期間が、前記補正位置情報を取得できずに所定の精度を保持できる許容期間より短くなるように、前記複合無線ネットワーク網を構築する
ことを特徴とする請求項1に記載の測位システム。 The communication base station is
The passage period during which the moving object passes through the dead zone of the second communication network generated at the boundary of the plurality of wireless networks is shorter than the allowable period during which the correction position information cannot be acquired and a predetermined accuracy can be maintained. The positioning system according to claim 1, wherein the composite wireless network is constructed.
測位対象エリア内に配置され、通信事業者が提供する第1通信網とは異なる第2通信網であって、自営モバイル通信技術を適用した第2通信網を構築する通信基地局と、
前記通信基地局が構築した前記第2通信網を経由して、前記補正位置情報を取得し、当該補正位置情報に基づいて、前記移動物体のGPS位置情報を補正して、前記測位対象エリア内の前記移動物体の位置情報を測定する測位処理部と
を備えることを特徴とする測位システム。 RTK (Real Time Kinematic) that corrects the GPS position information of a moving object measured using GPS (Global Positioning System) with the correction position information based on the reference position information of the fixed base station measured using GPS. ) Method positioning system
A communication base station that is located in the positioning target area and is different from the first communication network provided by the telecommunications carrier and that constructs the second communication network to which the self-employed mobile communication technology is applied.
The correction position information is acquired via the second communication network constructed by the communication base station, and the GPS position information of the moving object is corrected based on the correction position information within the positioning target area. A positioning system including a positioning processing unit that measures the position information of the moving object.
前記測位処理部は、前記端末装置が取得した前記補正位置情報に基づいて、前記移動物体のGPS位置情報を補正する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の測位システム。 Communication by both the first communication network and the second communication network is possible, and communication by the first communication network and the second communication network based on the radio wave strength of the first communication network and the second communication network. It is equipped with a terminal device that acquires the correction position information by switching between communication via a communication network and performing communication.
The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the positioning processing unit corrects the GPS position information of the moving object based on the correction position information acquired by the terminal device. Positioning system.
前記第1通信網、前記第2通信網、及び前記第3通信網による通信が可能であり、前記第1通信網、前記第2通信網、及び前記第3通信網の電波強度に基づいて、前記第1通信網、前記第2通信網、及び前記第3通信網のうちのいずれかに切り替えて通信を行って、前記補正位置情報を取得する端末装置を備え、
前記測位処理部は、前記端末装置が取得した前記補正位置情報に基づいて、前記移動物体のGPS位置情報を補正する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の測位システム。 The communication base station can construct the second communication network and a third communication network to which the self-employed mobile communication technology is applied.
Communication by the first communication network, the second communication network, and the third communication network is possible, and based on the radio field strength of the first communication network, the second communication network, and the third communication network, A terminal device for acquiring the correction position information by switching to any one of the first communication network, the second communication network, and the third communication network to perform communication is provided.
The positioning system according to claim 1 or 2, wherein the positioning processing unit corrects GPS position information of the moving object based on the correction position information acquired by the terminal device.
前記固定基地局は、前記第1通信網の範囲内に配置されており、
前記測位処理部は、前記中継通信網及び前記第2通信網を経由して、前記補正位置情報を取得する
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の測位システム。 A relay communication network that relays between the first communication network and the second communication network is provided.
The fixed base station is arranged within the range of the first communication network.
The positioning system according to any one of claims 1 to 5, wherein the positioning processing unit acquires the correction position information via the relay communication network and the second communication network. ..
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の測位システムによって測定された前記農機の位置情報に基づいて、前記農地内の前記農機を自動操舵する操舵制御部を備える
ことを特徴とする自動操舵システム。 The positioning target area is agricultural land, and the moving object is an agricultural machine.
A steering control unit that automatically steers the farm machine in the farmland based on the position information of the farm machine measured by the positioning system according to any one of claims 1 to 6 is provided. Automatic steering system.
通信基地局が、測位対象エリア内に配置され、通信事業者が提供する第1通信網とは異なる第2通信網であって、指向性アンテナにより前記測位対象エリアを覆うように配置された複数の無線ネットワークを有する複合無線ネットワーク網である第2通信網を構築する構築ステップと、
測位処理部が、前記通信基地局が構築した前記第2通信網を経由して、前記補正位置情報を取得し、当該補正位置情報に基づいて、前記移動物体のGPS位置情報を補正して、前記測位対象エリア内の前記移動物体の位置情報を測定する測位処理ステップと
を含むことを特徴とする測位方法。 RTK (Real Time Kinetic) that corrects the GPS position information of a moving object measured using GPS (Global Positioning System) with the correction position information based on the reference position information of the fixed base station measured using GPS. ) Method of positioning method
A plurality of communication base stations are arranged in the positioning target area and are a second communication network different from the first communication network provided by the telecommunications carrier, and are arranged so as to cover the positioning target area with a directional antenna. The construction step of constructing the second communication network, which is a composite wireless network with the wireless network of
The positioning processing unit acquires the corrected position information via the second communication network constructed by the communication base station, corrects the GPS position information of the moving object based on the corrected position information, and corrects the GPS position information of the moving object. A positioning method including a positioning processing step of measuring the position information of the moving object in the positioning target area.
通信基地局が、測位対象エリア内に配置され、通信事業者が提供する第1通信網とは異なる第2通信網であって、自営モバイル通信技術を適用した第2通信網を構築する構築ステップと、
測位処理部が、前記通信基地局が構築した前記第2通信網を経由して、前記補正位置情報を取得し、当該補正位置情報に基づいて、前記移動物体のGPS位置情報を補正して、前記測位対象エリア内の前記移動物体の位置情報を測定する測位処理ステップと
を含むことを特徴とする測位方法。 RTK (Real Time Kinetic) that corrects the GPS position information of a moving object measured using GPS (Global Positioning System) with the correction position information based on the reference position information of the fixed base station measured using GPS. ) Method of positioning method
A construction step in which a communication base station is arranged in a positioning target area and is a second communication network different from the first communication network provided by a telecommunications carrier, and a second communication network to which a self-employed mobile communication technology is applied is constructed. When,
The positioning processing unit acquires the corrected position information via the second communication network constructed by the communication base station, corrects the GPS position information of the moving object based on the corrected position information, and corrects the GPS position information of the moving object. A positioning method including a positioning processing step of measuring the position information of the moving object in the positioning target area.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023276393A1 (en) * | 2021-06-29 | 2023-01-05 | 株式会社クボタ | Agricultural machine and communication system for agricultural machine |
-
2019
- 2019-08-16 JP JP2019149336A patent/JP2021032573A/en active Pending
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