JP4786559B2

JP4786559B2 - 移動局の速度計測装置

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Publication number: JP4786559B2
Application number: JP2007010280A
Authority: JP
Inventors: 健二高畑; 浩一岡村; 智明樋口; 龍田中
Original assignee: 中菱エンジニアリング株式会社
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2027-01-19
Also published as: JP2008175730A

Description

本発明は、４個以上のＧＰＳ衛星から発信される搬送波を受信し、当該搬送波に含まれるデータに基づいて移動局の走行速度を計測する移動局の速度計測装置に関する。

ＧＰＳ衛星から発信される搬送波を受信する受信機を備えた移動局が移動しているとき、ＧＰＳ衛星との間に遮蔽物（例えば山や樹木等のような自然物や、建物，トンネル，架橋等のような建設物など）が介在すると一時的に搬送波を受信できず、サイクルスリップが発生する。このサイクルスリップが発生すると正確な測位ができなくなるため、サイクルスリップの発生を検出する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。
特開２００６−２２０５１２号公報

しかし、サイクルスリップの発生を検出できたとしても、搬送波を受信できなくなる以上はＴＤ（Time Differential）法等によって移動局の走行速度を計測することもできない。仮に搬送波の受信を再開できたとしても、計測誤差が許容範囲内に収まるまでの回復時間（例えば６秒間〜１０秒間等）を要する。したがって、搬送波の受信の中断によって移動局の走行速度を計測できない期間が生じるという問題点があった。なお、電波障害のために搬送波を受信できない期間に加速度を積分して走行速度を求める方法も考えられるが、搬送波の受信の中断からの回復時間が長いために積分誤差が大きくなり、実用的でない。

また、サイクルスリップの有無を検出するには、特許文献１の技術では多量の演算処理（最小二乗法による近似値を求める等）を行っている。演算処理が多量であれば検出に時間を要するので、検出後の処理に移行できないという問題点もあった。

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、移動局が移動しているときに搬送波の受信が中断したとしても、ＧＰＳによる速度計測ができない時間を従来よりも少なくして移動局の走行速度を計測できるようにした移動局の速度計測装置を提供することを目的とする。

（１）課題を解決するための手段（以下では単に「解決手段」と呼ぶ。）１は、４個以上のＧＰＳ衛星から発信された搬送波を受信する受信機を備え、受信した搬送波に含まれるデータに基づいて移動局の走行速度を計測する移動局の速度計測装置であって、前記搬送波に含まれるデータに基づいて、ドプラー周波数と移動局の位置とＧＰＳ衛星の配置に関連する精度低下指標とを演算して出力する測位手段と、前記測位手段から出力されたドプラー周波数に基づいて求められるドプラー速度（すなわち観測更新データ）と、加速度センサーによって計測された加速度を積分して得られる積分速度（すなわち時間更新データ）との差に応じて、ドプラー周波数に基づいて求められる観測更新データと時間更新データを融合フィルタ手段により最適な混合比（例えばカルマンゲイン）によって融合して移動局の走行速度を計測する第１速度計測手段と、前記測位手段から出力された移動局の位置に基づいて、ＴＤ（Time Differential）法により演算される観測更新データと、時間更新データとの差に応じて、ＴＤ法により演算される観測更新データと時間更新データとを融合フィルタ手段により最適な混合比によって融合して移動局の走行速度を計測する第２速度計測手段と、精度低下指標に基づいて搬送波の受信の中断と中断からの第１速度計測手段の復帰と中断からの第２速度計測手段の復帰とを判定し、搬送波の受信の中断から第１速度計測手段が復帰した後、第２速度計測手段が復帰するまでは第１速度計測手段の計測結果を移動局の走行速度として出力し、第２速度計測手段が復帰した後は第２速度計測手段の計測結果を移動局の走行速度として出力するように切り替え制御を行う切替制御手段とを有することを要旨とする。

ＴＤ法の回復時間に比べて、搬送波の受信が中断し、その後搬送波の受信が再開してからドプラー周波数を得るまでの期間は大幅に短い（例えば０．２秒間〜４秒間等）。また、精度低下指標はＧＰＳ衛星に対する近似距離や擬似距離等に基づいて演算すれば求められ、特許文献１のサイクルスリップの検出に比べれば大幅に少ない演算量で求められる。解決手段１によれば、精度低下指標に基づいて搬送波の受信の中断と中断からの第１速度計測手段の復帰と中断からの第２速度計測手段の復帰とを判定し、搬送波の受信の中断から第１速度計測手段が復帰した後、第２速度計測手段が復帰するまでの間は第１速度計測手段によりドプラー速度と加速度を積分して得られる積分速度との差に応じてドプラー速度と積分速度とを最適な混合比で融合して計測した移動局の走行速度が出力される。したがって、搬送波の受信が中断から再開した後のＧＰＳ搬送波が使用不可な時間を従来よりも少なくして移動局の走行速度を計測できる。

（２）解決手段２は、解決手段１に記載した移動局の速度計測装置であって、切替制御手段は、精度低下指標が第１の所定値以上になったときに前記搬送波の受信が中断したとし、精度低下指標が第１の所定値未満かつ第１の所定値よりも小さい第２の所定値以上であるときは搬送波の受信の中断から第１速度計測手段が復帰し、かつ搬送波の受信の中断から第２速度計測手段が復帰していないとして第１速度計測手段の計測結果を移動局の走行速度として出力し、前記精度低下指標が第２の所定値未満であるときは搬送波の受信の中断から第２速度計測手段が復帰しているとして第２速度計測手段の計測結果を移動局の走行速度として出力するように切り替え制御を行うことを要旨とする。

精度低下指標はＧＰＳ衛星の配置に関連する指標であって、位置に関する指標（PDOP），水平方向の精度に関する指標（HDOP），高度に関する指標（VDOP），時間に関する指標（TDOP）などがある。このうち位置に関する指標（PDOP）が最適である。

上記精度低下指標はＧＰＳ衛星に対する近似距離や擬似距離等に基づいて演算すれば求められ、特許文献１のサイクルスリップの検出に比べれば大幅に少ない演算量で求められる。解決手段２によれば、切替制御手段は精度低下指標の値に対して第１の所定値を閾値として搬送波の受信の中断と、中断からの第１速度計測手段の復帰とを検出し、第２の所定値を閾値として上記中断からの第２速度計測手段の復帰を検出するので、計測の空白期間を従来よりもさらに少なくできるだけでなく最適な計測誤差になるような切り替えを実現できる。

（３）解決手段３は、解決手段１または２に記載した移動局の速度計測装置であって、加速度センサーによって計測された加速度をカルマンフィルタによる時間更新および、ノイズフィルタリングして移動局の走行速度を計測する第３速度計測手段を有し、切替制御手段は、搬送波の受信が中断してから第１速度計測手段により移動局の走行速度を計測できるまでの間、前記第３速度計測手段の計測結果を移動局の走行速度として出力するように切り替え制御を行うことを要旨とする。

搬送波の受信が中断し、その後搬送波の受信が再開してから第１速度計測手段により移動局の走行速度を計測できるまでにも時間を要する（例えば２秒程度）。解決手段３によれば、第１速度計測手段および第２速度計測手段のいずれでも移動局の走行速度を計測できない期間中であっても、第３速度計測手段により加速度センサーによって計測された加速度をカルマンフィルタによる時間更新および、ノイズフィルタリングして計測した移動局の走行速度が出力される。したがって、搬送波の受信が中断したとしても、空白期間を無くして継続的に移動局の走行速度を計測できる。
（４）解決手段４は、解決手段１または２に記載した移動局の速度計測装置であって、切替制御手段は、搬送波の受信が中断してから第１速度計測手段が復帰するまでの間は出力を停止し、上記融合フィルタ手段は、切替制御手段の出力があるときにはこの出力に基づいて切り替えられた計測結果を移動局の走行速度として出力し、切替制御手段の出力が停止しているときには加速度センサーによって計測された加速度を積分して得られる積分速度（すなわち時間更新データ）を移動局の走行速度として出力することを要旨とする。

本発明によれば、移動局が移動しているときに搬送波の受信が中断したとしても、ＧＰＳによる速度計測ができない時間を従来よりも少なくして移動局の走行速度を計測することができる。

本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。なお移動局は例えば自動車や電車等が該当するが、本形態では自動車に適用した例を説明する。

図１には本発明の構成例を表す。速度計測装置２０は自動車に備えられる。この速度計測装置２０は、受信機２１，測位手段２２，第１速度計測手段２３，切替制御手段２４，第２速度計測手段２５，第３速度計測手段２６などを有する。各手段は、ソフトウェアの実行またはハードウェア構成の機能によってそれぞれ実現される。

受信機２１は、４個以上のＧＰＳ衛星１０から発信される搬送波Ｃを受信する。測位手段２２は受信機２１で受信された搬送波Ｃに含まれるデータに基づいて、ドプラー周波数Ｄａ，現在位置Ｄｂ，精度低下指標Ｄｃなどを求めて出力する。本例では、精度低下指標Ｄｃとして位置に関する指標（PDOP）を用いる。

第１速度計測手段２３はドプラー速度演算手段２３ａや融合フィルタ手段２３ｂなどを有し、測位手段２２から出力されたドプラー周波数Ｄａを受けて自動車の走行速度Ｖ１を計測して出力する。ドプラー速度演算手段２３ａは、ドプラー周波数Ｄａに基づいてドプラー速度を演算する。こうして演算されるドプラー速度は観測更新データに相当する。またドプラー速度とは別個に加速度を積分して積分速度が演算され、こうして演算される積分速度は時間更新データに相当する。融合フィルタ手段２３ｂは、ドプラー速度演算手段２３ａによって演算されたドプラー速度と、加速度を積分して得られる積分速度との差に応じて観測更新データと時間更新データを最適な混合比（例えばカルマンゲイン）によって融合して自動車の走行速度Ｖ１を推定し、計測結果として出力する。

第２速度計測手段２５はＴＤ法速度演算手段２５ａや融合フィルタ手段２５ｂなどを有し、測位手段２２から出力された現在位置Ｄｂを受けてＴＤ法により自動車の走行速度Ｖ２を計測する。ＴＤ法速度演算手段２５ａは、前回と今回の現在位置Ｄｂに基づいて移動速度を演算する。こうして演算される移動速度は観測更新データに相当する。移動速度とは別個に上述した積分速度が演算される（時間更新データに相当）。融合フィルタ手段２５ｂは、ＴＤ法速度演算手段２５ａによって演算された移動速度と、加速度を積分して得られる積分速度との差に応じて観測更新データと時間更新データを最適な混合比（例えばカルマンゲイン）によって融合して自動車の走行速度Ｖ２を推定し、計測結果として出力する。

ここで、融合フィルタ手段２３ｂ，２５ｂの構成例について図２を参照しながら説明する。図２には、ジャーク（加速度変化率）を駆動源とする離散時間形のカルマンフィルタを用いて構成した例を表す。なお図１の融合フィルタ手段２３ｂと融合フィルタ手段２５ｂは同一の構成であるので、ここでは融合フィルタ手段２３ｂを代表して説明する。

図１において、融合フィルタ手段２３ｂは、図２のカルマンフィルタ３０，融合部３２，加速度センサー３４などを有する。カルマンフィルタ３０はドプラー速度濾波部３０ａと加速度濾波部３０ｂとからなる。ドプラー速度濾波部３０ａは、ドプラー速度（ＴＤ速度）を入力してフィルタリングを行い、フィルタリング速度を出力する。当該ドプラー速度濾波部３０ａにおけるカルマンゲインＫ，観測行列Ｈ，離散系伝達特性ｚ^−１，遷移行列Ｆについて、次式（１）のような連続系運動方程式を離散化した運動方程式に対する離散型カルマンフィルタが成り立つ。なお、ジャークεは加速度変化率を意味する。

加速度濾波部３０ｂは、加速度センサー３４から出力された加速度を入力して積分を行い、積分速度を出力する。当該加速度濾波部３０ｂにおけるカルマンゲインＫ，観測行列Ｈ，離散系伝達特性ｚ^−１，遷移行列Ｆについて、次式（２）のような連続系運動方程式を離散化した運動方程式に対する離散型カルマンフィルタが成り立つ。

融合部３２は、ドプラー速度濾波部３０ａから出力されたフィルタリング速度と、加速度濾波部３０ｂから出力された積分速度とを融合して出力する。すなわちドプラー速度濾波部３０ａの観測更新周波数と加速度濾波部３０ｂの観測更新周波数とは異なる（通常は両者は一致している）。本例では、ドプラー速度濾波部３０ａの観測更新周波数が５[Hz]であり、加速度濾波部３０ｂの観測更新周波数が１００[Hz]である。したがって、フィルタリング速度の間隙を積分速度で埋めるように補間を行って出力する。

第３速度計測手段２６は加速度センサー２６ａや速度演算手段２６ｂなどを有し、加速度センサー２６ａによって計測された加速度αを速度演算手段２６ｂがカルマンフィルタによる時間更新および、ノイズフィルタリングを演算することにより自動車の走行速度Ｖ３を計測する。

切替制御手段２４は、測位手段２２から出力された精度低下指標Ｄｃを受けて、第１速度計測手段２３から出力された走行速度Ｖ１と、第２速度計測手段２５から出力された走行速度Ｖ２と、第３速度計測手段２６から出力された走行速度Ｖ３とのうちでいずれかに自動的に切り替えて複合速度Ｖｏとして出力する。具体的には、精度低下指標Ｄｃが第１の所定値（例えば２や３であって適宜に設定できる。）以上になれば電波障害が発生したとして第１速度計測手段２３が復帰するまでの間（精度低下指標Ｄｃが上記第１の所定値以上の間）第３速度計測手段２６の走行速度Ｖ３に切り替えて出力する。一方、精度低下指標Ｄｃが第１の所定値未満かつ第１の所定値よりも小さい第２の所定値以上であるときは搬送波Ｃの受信の中断から第１速度計測手段２３が復帰し、かつ搬送波Ｃの受信の中断から第２速度計測手段２５が復帰していないとして第１速度計測手段２３の走行速度Ｖ１に切り替えて出力する。また、精度低下指標Ｄｃが上記第２の所定値未満であるときは搬送波Ｃの受信の中断から第２速度計測手段２５が復帰しているとして第２速度計測手段２５の走行速度Ｖ２に切り替えて出力する。

上述のように構成された速度計測装置２０を用いて計測を行うと、図３のような試験結果が得られた。搬送波Ｃの受信が中断した時刻ｔ１に精度低下指標Ｄｃが大幅に大きく（すなわち精度低下指標Ｄｃが第１の所定値以上と）なって、ドプラー速度演算手段２３ａで演算されるドプラー速度と、ＴＤ法速度演算手段２５ａで演算されるＴＤ速度はともに正常でなくなる。そのため、切替制御手段２４は第３速度計測手段２６の走行速度Ｖ３を複合速度Ｖｏとして出力する（すなわちＶｏ＝Ｖ３）。このように走行速度Ｖ３を複合速度Ｖｏとして出力する状態は、時刻ｔ１から０．２秒間〜４秒間を経過した後の時刻ｔ２（すなわち搬送波Ｃの受信の中断から第１速度計測手段２３が復帰した時刻ｔ２）まで続く。

時刻ｔ２になるとドプラー周波数Ｄａにかかる電波障害が終わって復帰するために精度低下指標Ｄｃが幾分小さく（すなわち精度低下指標Ｄｃが第１の所定値未満かつ第２の所定値以上と）なり、ドプラー速度演算手段２３ａで演算されるドプラー速度が正常になる。そのため、切替制御手段２４は第１速度計測手段２３の走行速度Ｖ１を複合速度Ｖｏとして出力する（すなわちＶｏ＝Ｖ１）。
さらに時刻ｔ１から６秒間〜１０秒間を経過した時刻ｔ３になると、現在位置Ｄｂにかかる電波障害が終わって復帰するため、精度低下指標Ｄｃが搬送波Ｃの受信が中断する前の水準にまで小さく（すなわち精度低下指標Ｄｃが第２の所定値未満と）なり、ＴＤ法速度演算手段２５ａで演算されるＴＤ速度が正常になる。そのため、切替制御手段２４は第２速度計測手段２５の走行速度Ｖ２を複合速度Ｖｏとして出力する（すなわちＶｏ＝Ｖ２）。

上述した実施の形態によれば、以下に表す各効果を得ることができる。
（１）ＴＤ法の回復時間に比べると、時刻ｔ１に搬送波Ｃの受信が中断し、その後搬送波の受信が再開してから、時刻ｔ２にドプラー周波数Ｄａを得るまでの期間は大幅に短い（図３を参照）。搬送波Ｃの受信の中断から第１速度計測手段２３が復帰した後、第２速度計測手段２５が復帰するまでの間は第１速度計測手段２３によりドプラー速度（観測更新データ）と加速度を積分して得られる積分速度（時間更新データ）との差に応じて観測更新データと時間更新データを最適な混合比（例えばカルマンゲイン）によって融合して複合速度Ｖｏを出力することで自動車の走行速度を計測する。したがって、搬送波Ｃの受信が中断しても、受信再開後の速度計測の空白期間を従来よりも少なくして自動車の走行速度を計測できる。

（２）精度低下指標Ｄｃ（ＰＤＯＰ；位置に関する指標）はＧＰＳ衛星１０に対する近似距離や擬似距離等に基づいて演算すれば求められるので、従来のサイクルスリップの検出よりも大幅に少ない演算量で済む。切替制御手段２４は精度低下指標Ｄｃの値に対して第１の所定値を閾値として搬送波Ｃの受信の中断と、中断からの第１速度計測手段２３の復帰とを検出し、第２の所定値を閾値として搬送波Ｃの受信の中断からの第２速度計測手段２５の復帰を検出するので、計測の空白期間を従来よりもさらに少なくできるだけでなく、最適な計測誤差になるような切り替えを実現できる。

（３）時刻ｔ１に搬送波Ｃの受信の中断が発生してから、第１速度計測手段２３および第２速度計測手段２５のいずれでも自動車の走行速度を計測できない時刻ｔ２までの期間中は、第３速度計測手段２６が加速度センサー２６ａによって計測された加速度を積分してカルマンフィルタによる時間更新および、ノイズフィルタリングを行って自動車の走行速度Ｖ１を計測して複合速度Ｖｏとして出力した（図３を参照）。したがって、搬送波Ｃの受信の中断が発生したとしても、空白期間を無くして継続的に自動車の走行速度を計測できる。なお、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間は短いので第３速度計測手段２６の積分誤差も小さく（ＲＭＳで約０．２[m/s]）、実用性も確保される。

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い替えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。

（１）上述した実施の形態では、第１速度計測手段２３と第２速度計測手段２５に同一の融合フィルタ手段を備えたが（図１を参照）、単一の融合フィルタ手段２７を備えてもよい（図４を参照）。以下では図４の構成例について簡単に説明するが、図１と同一の構成については別個に説明する場合を除いて同一の符号を付している。

図４に表す速度計測装置２０は、受信機２１，測位手段２２，ドプラー速度演算手段２３ａ，ＴＤ法速度演算手段２５ａ，切替制御手段２４，融合フィルタ手段２７，加速度センサー２６ａ，速度演算手段２６ｃなどを有する。なお図１との関係では、ドプラー速度演算手段２３ａおよび融合フィルタ手段２７等が第１速度計測手段２３に相当し、ＴＤ法速度演算手段２５ａおよび融合フィルタ手段２７等が第２速度計測手段２５に相当し、加速度センサー２６ａ，速度演算手段２６ｃおよび融合フィルタ手段２７等が第３速度計測手段２６に相当する。

ドプラー速度演算手段２３ａは、測位手段２２から出力されたドプラー周波数Ｄａに基づいてドプラー速度Ｖｄを演算して切替制御手段２４に出力する。ＴＤ法速度演算手段２５ａは、測位手段２２から出力された現在位置Ｄｂに基づいてＴＤ速度Ｖｔを演算して切替制御手段２４に出力する。切替制御手段２４は、精度低下指標Ｄｃが第２の所定値以上になるか未満になるかでドプラー速度ＶｄとＴＤ速度Ｖｔとを切り替え、走行速度Ｖｉとして出力する。ただし、搬送波Ｃの受信の中断によってドプラー速度演算手段２３ａおよびＴＤ法速度演算手段２５ａの双方で演算不能な期間（すなわち精度低下指標Ｄｃが上記第２の所定値よりも大きい第１の所定値以上の間。図３に表す時刻ｔ１から時刻ｔ２まで）は走行速度Ｖｉを出力しない。

融合フィルタ手段２７は図１に表す融合フィルタ手段２３ｂ，２５ｂと同一の構成である。この融合フィルタ手段２７は、切替制御手段２４から出力された走行速度Ｖｉ（観測更新データ）と、速度演算手段２６ｃによって演算された積分速度Ｖｓ（時間更新データ）との差に応じて観測更新データと時間更新データを最適な混合比（例えばカルマンゲイン）によって融合し、自動車の複合速度Ｖｏを計測結果として出力する。なお、切替制御手段２４が走行速度Ｖｉを出力しないときは、融合フィルタ手段２７は積分速度Ｖｓを自動車の複合速度Ｖｏとして出力する。
図４のように構成した場合でも、上述した実施の形態と同様に、電波障害が発生しても空白期間を従来よりも少なくして自動車の走行速度を計測できる。また、融合フィルタ手段の数が少なくなる分だけコストを低く抑えることができる。

（２）上述した実施の形態では、融合フィルタ手段２３ｂ，２５ｂ，２７にはカルマンフィルタ３０を主として用いた（図２を参照）。この形態に代えて、最小二乗法や線形回帰式などのような他の推定フィルタを用いてもよい。こうした他の推定フィルタを用いた場合であっても、フィルタリング速度や積分速度が得られ、最終的に走行速度や複合速度を出力することができる。

（３）上述した実施の形態では、精度低下指標Ｄｃとして位置に関する指標（PDOP）を用いたが、水平方向の精度に関する指標（HDOP），高度に関する指標（VDOP），時間に関する指標（TDOP）のうちで一以上を用いてもよい。いずれの指標にせよ大幅に少ない演算量で求まるので、ＧＰＳによる速度計測ができない時間を従来よりもさらに少なくできる。

（４）上述した実施の形態では、精度低下指標Ｄｃに基づいて電波障害の発生を検出した。この形態に代えて、測位手段２２から出力されるドプラー周波数Ｄａおよび現在位置Ｄｂのうちで一方または双方の変化率に基づいて電波障害の発生を検出してもよい。電波障害が発生すれば搬送波を受信できなくなり、測位手段２２で演算するドプラー周波数Ｄａおよび現在位置Ｄｂもまた発生前と大きく数値が変化する。したがって、変化率が一定値以上になれば電波障害が発生したものとして切替制御手段２４が切り替えを行うように構成する。この構成によれば、精度低下指標Ｄｃを用いなくても上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

（５）上述した実施の形態では、速度計測装置２０は自動車の速度を計測する用途に適用した。この形態に代えて、ドライビングロボットの精密速度センサーとして適用したり、オートクルーズの精密速度センサーとして適用することもできる。このような適用においても、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

本発明の構成例を表すブロック図である。融合フィルタ手段の構成例を表すブロック図である。速度計測装置を用いて行った計測例を表すチャート図である。他の構成例を表すブロック図である。

１０ＧＰＳ衛星
２０速度計測装置
２１受信機
２２測位手段
２３第１速度計測手段
２３ａドプラー速度演算手段
２３ｂ，２５ｂ，２７融合フィルタ手段
２４切替制御手段
２５第２速度計測手段
２５ａＴＤ法速度演算手段
２６第３速度計測手段
２６ａ加速度センサー
２６ｂ速度演算手段
２６ｃ速度演算手段
３０カルマンフィルタ
３０ａドプラー速度濾波部
３０ｂ加速度濾波部
３２融合部
３４加速度センサー
Ｃ搬送波
Ｄａドプラー周波数
Ｄｂ現在位置
Ｄｃ精度低下指標
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖｉ走行速度
Ｖｄドプラー速度
ＶｔＴＤ速度
Ｖｓ積分速度
Ｖｏ複合速度
α 加速度

Claims

４個以上のＧＰＳ衛星から発信された搬送波を受信する受信機を備え、受信した搬送波に含まれるデータに基づいて移動局の走行速度を計測する移動局の速度計測装置であって、
前記搬送波に含まれるデータに基づいて、ドプラー周波数と移動局の位置とＧＰＳ衛星の配置に関連する精度低下指標とを演算して出力する測位手段と、
前記測位手段から出力されたドプラー周波数に基づいて求められる観測更新データと、加速度センサーによって計測された加速度を積分して得られる時間更新データとの差に応じて、前記ドプラー周波数に基づいて求められる観測更新データと前記時間更新データとを融合フィルタ手段により最適な混合比によって融合して移動局の走行速度を計測する第１速度計測手段と、
前記測位手段から出力された移動局の位置に基づいて、ＴＤ（ＴｉｍｅＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）法により演算される観測更新データと、前記時間更新データとの差に応じて、前記ＴＤ法により演算される観測更新データと前記時間更新データとを前記融合フィルタ手段により最適な混合比によって融合して移動局の走行速度を計測する第２速度計測手段と、
前記精度低下指標に基づいて前記搬送波の受信の中断と当該中断からの前記第１速度計測手段の復帰と前記中断からの前記第２速度計測手段の復帰とを判定し、前記搬送波の受信の中断から前記第１速度計測手段が復帰した後、第２速度計測手段が復帰するまでは第１速度計測手段の計測結果を移動局の走行速度として出力し、第２速度計測手段が復帰した後は第２速度計測手段の計測結果を移動局の走行速度として出力するように切り替え制御を行う切替制御手段とを有する移動局の速度計測装置。
請求項１に記載した移動局の速度計測装置であって、
前記切替制御手段は、前記精度低下指標が第１の所定値以上になったときに前記搬送波の受信が中断したとし、前記精度低下指標が前記第１の所定値未満かつ当該第１の所定値よりも小さい第２の所定値以上であるときは前記搬送波の受信の中断から前記第１速度計測手段が復帰し、かつ前記搬送波の受信の中断から前記第２速度計測手段が復帰していないとして前記第１速度計測手段の計測結果を移動局の走行速度として出力し、前記精度低下指標が前記第２の所定値未満であるときは前記搬送波の受信の中断から前記第２速度計測手段が復帰しているとして前記第２速度計測手段の計測結果を移動局の走行速度として出力するように前記切り替え制御を行う移動局の速度計測装置。
請求項１または２に記載した移動局の速度計測装置であって、
前記加速度をカルマンフィルタによる時間更新および、ノイズフィルタリングして移動局の走行速度を計測する第３速度計測手段を有し、
前記切替制御手段は、前記搬送波の受信が中断してから前記第１速度計測手段が復帰するまでの間は前記第３速度計測手段の計測結果を移動局の走行速度として出力するように前記切り替え制御を行う移動局の速度計測装置。
請求項１または２に記載した移動局の速度計測装置であって、
前記切替制御手段は、前記搬送波の受信が中断してから前記第１速度計測手段が復帰するまでの間は出力を停止し、前記融合フィルタ手段は、前記切替制御手段の出力があるときには当該出力に基づいて切り替えられた計測結果を移動局の走行速度として出力し、前記切替制御手段の出力が停止しているときには前記加速度センサーによって計測された前記加速度を積分して得られる前記時間更新データを移動局の走行速度として出力する移動局の速度計測装置。