JP3588747B2 - 間欠受信方式 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星を用いて測位計算を行う受信機のバッテリ電源を切り替えて低消費電力化する間欠受信方式に関し、特に、バッテリの負担を軽減すると共に的確な移動軌跡を得ることができる間欠受信方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の間欠受信方式では、図７に示されるように、測位処理動作を間欠的に行い、受信休止することにより消費電流を測位処理動作での数百ｍＡから非受信処理中の状態を設定して数μＡに低減することができる。
【０００３】
この図示された例では、測位処理動作時間ｔ１に対して、受信休止時間ｔ２が利用者により任意の固定値に設定されている。したがって、受信機は測位処理動作時間ｔ１の測位処理動作が終了した際に、受信休止時間ｔ２による受信休止状態の低消費電流モードとなる。
【０００４】
この結果、連続受信処理動作を行う受信機に比べ、低消費電力化を図ることができる。特に、この種の受信機は移動型または携帯型であるので、バッテリの寿命を長く保つために有効である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の間欠受信方式では、間欠動作の受信休止時間ｔ２はユーザの任意設定により長くすることが可能であり、バッテリの負担を軽減できる。しかしながら、受信機は移動している間に絶えず測位計算を行い自己の位置を求めているので、受信休止中に移動する距離が大きい場合、受信休止時間ｔ２の長時間設定では必要とする位置情報の間隔が大きく、的確な軌跡が得られないという問題点がある。
【０００６】
本発明の課題は、上記問題点を解決して受信機の移動速度が遅い場合にはバッテリの負担を軽減し、受信機の移動速度が速い場合にはより的確な軌跡を得ることができる間欠受信方式を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による間欠受信方式の基本構成は、ＧＰＳ衛星を用いて測位計算を行う受信機のバッテリ電源を切り替えて低消費電力化する間欠受信方式において、間欠受信間隔を前記受信機の移動速度および移動距離に応じた受信休止時間に自動設定する受信休止時間設定手段を備えることであり、より具体的には、受信機は受信機の移動速度および移動距離に応じた受信休止時間を予め設定したテーブルを備え、前記受信休止時間設定手段は、連続して受信する所定回数の測位データから前記受信機の移動平均速度を前記移動速度として計算する速度計算手段と、この計算結果の移動速度に応じて前記テーブルから読み出した受信休止時間を前記間欠受信間隔として自動設定する時間設定手段とを有している。
【０００８】
本発明による特徴は、予め設定された測位時限値ｔｘに到達した際に連続測位データが所定回数に未達の場合には設定中の受信休止時間を前記テーブルに設定された最大値の受信休止時間と比較し、設定中の受信休止時間が前記最大値より小さな場合には設定中の受信休止時間に予め定めた設定時間ｔを加えた値を改めて設定することである。
【０００９】
この構成で測位時限値を設定することによりＧＰＳ信号の受信が困難な場所では、速やかに受信休止モードへ移行することができる。また、受信休止時間を設定時間ｔずつ逐次延長することによりＧＰＳ信号の受信が困難な場所でのバッテリの消耗を更に防止することができる。
【００１０】
また、上記構成の詳細な具体化手段として、テーブルに設定する移動距離はほぼ一定とし、また移動速度は最新の計算で得られた移動平均速度Ｙとこの一つ前に得られた移動速度Ｚとの平均値としている。したがって、的確な軌跡のための位置情報の均一性を図ることができる。更に、測位時限値ｔｘに到達した際に連続測位データが前記所定回数に未達の場合に記録されている移動平均速度Ｙおよび移動速度Ｚをクリアし、また一つ前に得られた移動平均速度Ｚが無記録の場合には最新の計算で得られた移動平均速度Ｙを適用している。したがって、データの最新性を維持することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施の一形態を示すブロック図であり、本発明に関する以外の機能については図示を省略してある。
【００１３】
図１に示された間欠受信方式は、受信部１、電源制御部２、および制御部３により構成されている。受信部１は、電源制御部２から電源供給を受け、ＧＰＳ衛星からデータを受信して制御部３へ送るものとする。
【００１４】
電源制御部２はバッテリ電源の供給を受ける電源供給回路２１および間欠制御回路２２を備えるものとする。電源供給回路２１は、受けたバッテリ電源を電源制御部２および制御部３に供給するが、間欠制御回路２２の制御により低消費電流モードの場合には受信部１、および制御部３の測位計算部分への供給を断とするものとする。また、間欠制御回路２２は、制御部３から受信休止時間に対して低消費電流モードの指示を受け、電源供給回路２１を低消費電流モードに制御するものとする。
【００１５】
制御部３は、制御回路３１、測位データ保持回路３２、受信休止時間設定テーブル３３、最新値レジスタ３４、平均値レジスタ３５、およびデータ出力回路３６を備えるものとする。
【００１６】
制御回路３１は、測位駆動入力により受信部１から受けたハードリミット信号により現在位置を求める測位計算、測位計算結果から移動速度を求める速度計算および移動速度から受信休止時間の設定を行う休止時間の設定、測位時限値ｔｘをもって上記測位計算の時限監視を行う測位タイマなどを含み動作機能の制御を行うものとする。
【００１７】
これら主要動作機能については、手順を記載した図２から図４までを参照して後に説明する。また、間欠設定入力により予め間欠動作設定する一方、間欠動作で受信休止状態の間に強制的に間欠動作設定を解除して電源オンとする機能を併せ有するものとする。
【００１８】
測位データ保持回路３２は、制御回路３１から受けた測位データを蓄積保持しており、現在位置を測位データとしてデータ出力回路３６を介して出力するものとする。
【００１９】
受信休止時間設定テーブル３３は計算された平均速度Ｚに対する受信休止時間ｔｓを移動距離を一定として近似設定したものである。この移動距離は位置情報により形成される移動軌跡を的確に求めるように設定される。図５に例示される場合、的確な軌跡が得られる移動距離を一定値の５００ｍとして、２．５ｋｍ／ｈ以下、５ｋｍ／ｈ以下、１０ｋｍ／ｈ以下、１５ｋｍ／ｈ以下、２０ｋｍ／ｈ以下、３０ｋｍ／ｈ以下、４０ｋｍ／ｈ以下、６０ｋｍ／ｈ以下、８０ｋｍ／ｈ以下、および８０ｋｍ／ｈを超える平均速度それぞれに対して受信休止時間ｔａ〜ｔｊを７２０秒、３６０秒、１８０秒、１２０秒、９０秒、６０秒、４５秒、３０秒、２２秒、および１００ｋｍ／ｈを対象とした１８秒ぞれぞれに設定している。
【００２０】
最新値レジスタ３４は制御回路３１により連続して所定回数を測位した結果から計算された最新の移動平均速度Ｙが記録格納されるものであり、平均値レジスタ３５は、最後に受信休止時間の設定に用いられた平均速度Ｚを記憶格納するものであり、計算された最新の移動平均速度Ｙと制御回路３１により最後に計算された平均速度Ｚとの平均値を新しい平均速度Ｚとして今までの記録に上書きすることにより更新格納している。
【００２１】
データ出力回路３６は、測位データ保持回路３２に格納保持された測位データにより制御回路３１で測位計算された結果を外部に出力する。
【００２２】
次に、図６を参照して従来の図７との相違点について説明する。
【００２３】
測位処理動作は、連続する複数の測位の結果、測位間隔と計測時の位置間隔とから移動速度が計算できるので、処理動作時間ｔｏの間の複数の移動速度の平均値から計算した平均速度Ｚに応じた受信休止時間ｔｓ１を受信休止時間設定テーブルから読み出して使用する。この平均速度Ｚは、最適化を図るため、次に図面を参照し手順を追って説明するように、受信休止区間を挟んで、一つ前に計算した平均速度Ｚとの平均値を採っている。
【００２４】
まず、図１に図２を併せ参照して制御回路３１の基本動作手順について説明する。
【００２５】
測位のための駆動入力（手順Ｓ１０）があった場合、制御回路３１は、間欠制御回路２２により電源供給回路２１を駆動して電源供給をオンし、受信部１および制御回路３１自体に電源供給することにより測位動作を開始（手順Ｓ１１）する。制御回路３１で間欠動作設定がない（手順Ｓ１２のＮＯ）場合、所定の連続測位処理（手順Ｓ１３）が行われる。
【００２６】
上記手順Ｓ１２が“ＹＥＳ”で、間欠動作設定が予め設定されていた場合、制御回路３１は、測位時限値ｔｘのタイマによる連続測位を開始（手順Ｓ１４）して、連続測位回数がＸ回に到達（手順Ｓ１５のＹＥＳ）するまで待つ。測位時限値ｔｘは連続測位回数Ｘに対する連続測位処理動作時間ｔｏより大きく予め設定される。
【００２７】
この連続測位中に制御回路３１は、受信状態を判断し次回の手順Ｓ１１における電源オンの際の測位時間が短時間での測位動作完了に支障ない場合のみ、すなわちアルマナック、エフェメリスの最新性を維持できる場合に、以降の手順が進み、下記手順Ｓ４１の受信休止開始により電源をオフできる。
【００２８】
ここで、Ｘ回連続測位データを出力するとしたが、これは、受信機が市街地、トンネル、高架下などの悪条件の場所を移動通過する際、測位の中断から復帰した直後のデータを使用して信頼性に欠けることを回避するためである。したがって、測位データの信頼性を確保するため、Ｘ回連続した測位のデータのみを自動設定のパラメータとして使用し、途中中断が発生した場合には自動設定のパラメータとしては使用しないこととしている。
【００２９】
また、測位データをＸ回の平均値とすることにより、急加速、急停止のために発生した異常データを丸めることができる。
【００３０】
手順Ｓ１５が“ＹＥＳ”で回数Ｘに対する測位処理が終了した際、制御回路３１は、図３を参照して後で詳細に説明するように、移動平均速度で受信休止時間ｔｓを設定（手順Ｓ２０）する。他方、回数Ｘの測位処理が未終了で、タイマの測位時限値ｔｘに到達（手順Ｓ１６のＹＥＳ）した際、制御回路３１は、図４を参照して後で詳細に説明するように、最短受信休止時間により受信休止時間ｔｓを設定（手順Ｓ３０）する。
【００３１】
上記手順Ｓ２０または手順Ｓ３０により受信休止時間ｔｓが設定された際に、制御回路３１は、電源をオフして低消費電流モードに入り受信休止時限値ｔｓを有するタイマを開始させ、受信休止処理を開始（手順Ｓ４１）する。低消費電流モードはタイマが時限値ｔｓに到達（手順Ｓ４２のＹＥＳ）するまで継続し、次いで、制御回路３１は、タイマに設定した時限値をクリア（手順Ｓ４３）し、間欠制御回路２２により電源をオンとすることにより測位動作を開始する上記手順Ｓ１１に戻り手順を繰り返す。
【００３２】
次に図１に図３を併せ参照して移動平均速度で受信休止時間ｔｓを設定する上記手順Ｓ２０の詳細処理について説明する。
【００３３】
制御回路３１は、上記手順Ｓ１５の“ＹＥＳ”によりＸ回の最新測位結果データを得ているので、この平均速度を最新平均速度Ｙとして計算し、最新値レジスタ３４に上書きして更新記録（手順Ｓ２１）する。次いで、制御回路３１は、前回の受信休止時間ｔｓの設定に使用した平均速度Ｚを読み出すべく平均値レジスタ３５を調査（手順Ｓ２２）する。
【００３４】
平均値レジスタ３５に平均速度Ｚの格納があった（手順Ｓ２３のＹＥＳの）場合、制御回路３１は、この平均速度Ｚと更新した平均速度Ｙとを読み出して平均値を計算し、この計算結果を新しい平均速度Ｚとして平均値レジスタ３５に上書きし更新記録（手順Ｓ２４）する。このように、前回のデータとの平均値をとることにより軌跡のための位置情報間隔の均一性を図ることができる。
【００３５】
次いで、制御回路３１は、更新記録した平均速度Ｚにより受信休止時間設定テーブル３３から受信休止時間ｔｓを読み出し受信休止時間として設定（手順Ｓ２５）し、電源をオフして低消費電流モードに入り受信休止時限値ｔｓを有するタイマを開始させ、受診休止処理を開始する上記手順Ｓ４１に進む。
【００３６】
一方、上記手順Ｓ２３が“ＮＯ”で平均値レジスタ３５に平均速度Ｚの格納がない場合、制御回路３１は、更新記録した最新平均速度Ｙを新しい平均速度Ｚとして平均値レジスタ３５に上書き記録（手順Ｓ２６）し、記録した平均速度Ｚにより受信休止時間設定テーブル３３から受信休止時間ｔｓを読み出し受信休止時間として設定する上記手順Ｓ２５に進む。
【００３７】
次に図１に図４を併せ参照して最大受信休止時間から受信休止時間ｔｓを設定する上記手順Ｓ３０の詳細処理について説明する。
【００３８】
上記手順Ｓ１６が“ＹＥＳ”で、回数Ｘの測位処理が未終了で、タイマの測位時限値ｔｘに到達した際に、制御回路３１は、平均値レジスタ３５に記録されている平均速度Ｚをクリア（手順Ｓ３１）し、受信休止時間設定テーブル３３から最大受信休止時間ｔａ（図５の例、７２０秒）を読み出して、最後に使用され設定中の受信休止時間ｔｓと比較（手順Ｓ３２）する。
【００３９】
測位時限値ｔｘにかかることにより、上記手順Ｓ３１で平均速度Ｚの記録をクリアすることは受信休止時間を延長した場合に平均速度データの最新性が損なわれ、記録データが無意味なものとなってしまうことをさけるためである。
【００４０】
制御回路３１は、受信休止時間ｔｓが最大受信休止時間ｔａ未満の場合、すなわち平均速度が最低速度を超える（手順Ｓ３３のＹＥＳの）場合に、次の受信休止時間ｔｓとして予め設定された設定時間ｔを加えた受信休止時間（ｔｓ＋ｔ）を設定（手順Ｓ３４）し、電源をオフして低消費電流モードに入ると共に受信休止時限値ｔｓを有するタイマを開始させ、受信休止処理を開始する上記手順Ｓ４１に進む。
【００４１】
測位時限値ｔｘは、Ｘ回の連続した測位データが得られなかった場合、速やかに受信休止モードに移行するためである。したがって、この時限値ｔｘにかかった場合には、この手順Ｓ３４に示したように、タイムアップ毎に受信休止時間を設定時間ｔずつ延長することとしている。
【００４２】
例えば、トンネルのようなＧＰＳ信号が受信できない場所で停止または走行中の場合には、測位時限値ｔｘにかかることにより、受信休止時間を設定時間ｔずつ延長してバッテリの消耗の防止を図ることができる。
【００４３】
一方、上記手順Ｓ３３が“ＮＯ”で、受信休止時間ｔｓが最大受信休止時間ｔａより長い場合、すなわち平均速度が最低速度以下の場合に、制御回路３１は、次の受信休止時間ｔｓとして最大受信休止時間ｔａを設定（手順Ｓ３５）して上記手順Ｓ４１に進む。
【００４４】
上記説明では、機能ブロックおよび動作手順を図示して説明したが、機能の分離併合によるブロック構成の変更および手順の変更は、上記機能を満たす限り自由であり、上記説明が本発明を限定するものではない。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、間欠受信間隔を前記受信機の移動速度および移動距離に応じた受信休止時間に自動設定する受信休止時間設定手段を備える間欠受信方式を得ることができる。
【００４６】
この構成により、受信機の移動速度が遅い場合にはバッテリの負担を軽減し、受信機の移動速度が速い場合にも的確な軌跡が得られるという効果を得ることができる。
【００４７】
また、予め設定された測位時限値ｔｘに到達した際に連続測位データが所定回数に未達の場合に設定中の受信休止時間が前記テーブルに設定された最小値の受信休止時間値より小さな場合には設定中の受信休止時間に前記測位時限値ｔｘを加えた値を改めて設定しているので、ＧＰＳ信号の受信が困難な場所でのバッテリの消耗を更に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す機能ブロック図である。
【図２】図１の基本動作の一形態を示すフローチャートである。
【図３】図２における移動平均速度で受信休止時間ｔｓを設定する手順の一形態を示すフローチャートである。
【図４】図２における最大受信休止時間から受信休止時間ｔｓを設定する手順の一形態を示すフローチャートである。
【図５】図１における受信休止時間設定テーブルの一形態を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の一形態を示す間欠動作タイミング図である。
【図７】従来の一例を示す間欠動作タイミング図である。
【符号の説明】
１ 受信部
２ 電源制御部
３ 制御部
２１ 電源供給回路
２２ 間欠制御回路
３１ 制御回路
３２ 測位データ保持回路
３３ 受信休止時間設定テーブル
３４ 最新値レジスタ
３５ 平均値レジスタ
３６ データ出力回路

Claims (5)

1. ＧＰＳ衛星を用いて測位計算を行う受信機のバッテリ電源を切り替えて低消費電力化する間欠受信方式において、間欠受信間隔を前記受信機の移動速度および移動距離に応じて予め定めた受信休止時間に自動設定する受信休止時間設定手段を備え、かつ前記受信機は受信機の移動速度および移動距離に応じた受信休止時間を予め設定したテーブルを備え、
   前記受信休止時間設定手段は、連続して受信する所定回数の測位データから前記受信機の移動平均速度を前記移動速度として計算する速度計算手段と、この計算結果の移動速度に応じて前記テーブルから読み出した受信休止時間を前記間欠受信間隔として自動設定する時間設定手段とを有して、予め設定された測位時限値ｔｘに到達した際に連続測位データが前記所定回数に未達の場合には設定中の受信休止時間を前記テーブルに設定された最大値の受信休止時間と比較し、設定中の受信休止時間が前記最大値より小さな場合には設定中の受信休止時間に予め定めた設定時間ｔを加えた値を改めて設定することを特徴とする間欠受信方式。
2. 請求項１において、休止時間の呼び出しに用いる移動速度は最新の計算で得られた移動平均速度Ｙとこの一つ前に得られた前記移動速度Ｚとの平均値であることを特徴とする間欠受信方式。
3. 請求項２において、一つ前に得られた移動速度Ｚが無記録の場合には最新の計算で得られた移動平均速度Ｙを適用して更新設定することを特徴とする間欠受信方式。
4. 請求項３において、予め設定された測位時限値ｔｘに到達した際に連続測位データが前記所定回数に未達の場合には、記録されている移動平均速度Ｙおよび移動速度Ｚをクリアし、設定中の受信休止時間を前記テーブルに設定された最大値の受信休止時間と比較し、設定中の受信休止時間が前記最大値より小さな場合には設定中の受信休止時間に予め定めた設定時間ｔを加えた値を改めて設定することを特徴とする間欠受信方式。
5. 請求項１または請求項４において、設定中の受信休止時間が前記最小値より大きな場合には前記最小値を改めて設定することを特徴とする間欠受信方式。

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