JP5871536B2 - Position specifying device, position specifying method, and program - Google Patents

Position specifying device, position specifying method, and program Download PDF

Info

Publication number
JP5871536B2
JP5871536B2 JP2011210715A JP2011210715A JP5871536B2 JP 5871536 B2 JP5871536 B2 JP 5871536B2 JP 2011210715 A JP2011210715 A JP 2011210715A JP 2011210715 A JP2011210715 A JP 2011210715A JP 5871536 B2 JP5871536 B2 JP 5871536B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
beacon
specifying
unit
weight
estimated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011210715A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013073338A (en
Inventor
宅原 雅人
雅人 宅原
義弘 馬渕
義弘 馬渕
Original Assignee
三菱重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱重工業株式会社 filed Critical 三菱重工業株式会社
Priority to JP2011210715A priority Critical patent/JP5871536B2/en
Publication of JP2013073338A publication Critical patent/JP2013073338A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5871536B2 publication Critical patent/JP5871536B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42Determining position
    • G01S19/48Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system

Description

本発明は、自装置が存在する位置を特定する位置特定装置、位置特定方法、及びプログラムに関する。   The present invention relates to a position specifying apparatus, a position specifying method, and a program for specifying a position where the own apparatus exists.
近年、車両の位置に基づいて、当該車両に対して情報提供、警告、介入制御を行うサービスが注目されている。車両の位置は、カーナビゲーションシステムなどの位置特定装置が、GPS(Global Positioning System)や自律航法に基づいて特定する。また、車両位置の精度を高めるため、路側に設けられたビーコンから電波や光などの搬送波に乗った信号を受信し、通信が確立した位置をビーコンの位置に補正することで車両位置の補正を行う方法が用いられている(例えば、特許文献1を参照)。   2. Description of the Related Art In recent years, services that provide information, warning, and intervention control on a vehicle based on the position of the vehicle have attracted attention. The position of the vehicle is specified by a position specifying device such as a car navigation system based on GPS (Global Positioning System) or autonomous navigation. In addition, in order to improve the accuracy of the vehicle position, a signal on a carrier wave such as a radio wave or light is received from a beacon provided on the roadside, and the position where communication is established is corrected to the position of the beacon, thereby correcting the vehicle position. The method of performing is used (for example, refer patent document 1).
特開2009−026056号公報JP 2009-026056 A
しかしながらビーコンは、位置特定装置と確実に通信を行うため、所定の範囲(例えば、進行方向に10メートル幅の範囲)に対して搬送波を照射する。そのため、位置特定装置がビーコンから信号を受信した位置に基づいて推定した位置情報には、搬送波の照射範囲の大きさに誤差が生じることとなる。   However, the beacon irradiates a carrier wave to a predetermined range (for example, a range having a width of 10 meters in the traveling direction) in order to reliably communicate with the position specifying device. Therefore, an error occurs in the size of the irradiation range of the carrier wave in the position information estimated based on the position where the position specifying device receives the signal from the beacon.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、ビーコンによる搬送波の照射範囲による誤差を低減して自装置が存在する位置を特定する位置特定装置、位置特定方法、及びプログラムを提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a position specifying device, a position specifying method, and a program for specifying a position where the own apparatus exists by reducing an error due to the irradiation range of a carrier wave by a beacon. This is the issue.
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、自装置の位置を推定する位置推定部と、信号を乗せた搬送波を射出するビーコンから受信した信号に基づいて、当該ビーコンが設置された位置または当該ビーコンによる搬送波の照射範囲内において電波強度が最も強い位置であるビーコン位置を取得するビーコン位置取得部と、ビーコンによる搬送波の照射範囲が狭いほど大きい値を示す重み値を、前記ビーコン位置取得部が取得したビーコン位置の重みとして、前記位置推定部が推定した位置である推定位置と前記ビーコン位置との加重平均が示す位置を算出し、当該位置を自装置の位置として特定する位置特定部とを備えることを特徴とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and the beacon is installed based on a position estimation unit that estimates the position of the own device and a signal received from a beacon that emits a carrier wave carrying the signal. beacon position acquisition unit that acquires a beacon position field intensity is strongest position within position or an irradiation range of the carrier wave by the beacon, a weight value that indicates a larger value the more narrow the irradiation range of the carrier wave by the beacon, the As a weight of the beacon position acquired by the beacon position acquisition unit, a position indicated by a weighted average of the estimated position and the beacon position that is the position estimated by the position estimation unit is calculated, and the position is specified as the position of the own device. And a position specifying unit.
また、本発明においては、前記位置特定部は、前記位置推定部による位置推定の誤差範囲が狭いほど大きい値を示す重み値を、前記推定位置の重みとして、前記推定位置と前記ビーコン位置との加重平均が示す位置を算出することが好ましい。   Further, in the present invention, the position specifying unit uses a weight value indicating a larger value as the error range of the position estimation by the position estimation unit is smaller as a weight of the estimated position, and between the estimated position and the beacon position. It is preferable to calculate the position indicated by the weighted average.
また、本発明においては、前記ビーコン位置は、所定の直交座標系における前記ビーコンによる搬送波の照射範囲内の位置を示す行列であり、前記推定位置は、前記直交座標系において自装置が存在すると推定される位置を示す行列であり、前記ビーコン位置の重みは、前記直交座標系において前記位置推定部による位置推定の誤差範囲の分散を示す分散共分散行列であり、前記推定位置の重みは、前記直交座標系においてビーコンからの信号を正常に受信できる位置の分散を示す分散共分散行列であることが好ましい。 In the present invention, the beacon position is a matrix indicating a position within the irradiation range of the carrier wave by the beacon in a predetermined orthogonal coordinate system, and the estimated position is estimated to be present in the orthogonal coordinate system. is a matrix showing the positions, the weight of the beacon position, Ri covariance matrix der showing the variance of the error range of the position estimation by the position estimation unit in the orthogonal coordinate system, the weight of the estimated position, It is preferable that it is a variance covariance matrix indicating a variance of positions where a signal from a beacon can be normally received in the orthogonal coordinate system .
また、本発明においては、前記ビーコン位置の重みは、自装置が設置された高さが高いほど小さい値を示すことが好ましい。   Moreover, in this invention, it is preferable that the weight of the said beacon position shows a small value, so that the height in which the own apparatus was installed is high.
また、本発明においては、前記位置推定部が推定した推定位置に基づいて、自装置が存在する道路を特定する道路特定部と、前記道路特定部が特定した道路に対応するビーコン位置の重みを取得するビーコン重み取得部とを備え、前記位置特定部は、前記ビーコン重み取得部が取得した重みを用いて自装置の位置として特定することが好ましい。   Further, in the present invention, based on the estimated position estimated by the position estimating unit, a road specifying unit that specifies a road on which the device is present, and a weight of a beacon position corresponding to the road specified by the road specifying unit are set. It is preferable to include a beacon weight acquisition unit to be acquired, and the position specifying unit specifies the position of the own device using the weight acquired by the beacon weight acquisition unit.
また、本発明においては、前記ビーコン位置取得部は、正常に信号の受信を完了したときに、当該信号の搬送波の強度と、前記ビーコン位置と搬送波の強度との関係とに基づいてビーコン位置を推定することが好ましい。   In the present invention, when the beacon position acquisition unit completes reception of the signal normally, the beacon position is determined based on the carrier strength of the signal and the relationship between the beacon position and the carrier strength. It is preferable to estimate.
また、本発明においては、前記ビーコンからの搬送波の強度を、当該搬送波を受信した位置に関連付けて搬送波強度記憶部に遂次記録する搬送波強度記録部を備え、前記ビーコン位置取得部は、前記搬送波強度記憶部が記憶する搬送波の強度の最大値に関連付けられた位置を、道路の延在方向におけるビーコン位置と推定することが好ましい。   The present invention further includes a carrier strength recording unit that sequentially records the strength of the carrier wave from the beacon in a carrier strength storage unit in association with the position at which the carrier wave is received, and the beacon position acquisition unit includes the carrier wave It is preferable to estimate the position associated with the maximum value of the carrier intensity stored in the intensity storage unit as the beacon position in the road extending direction.
また、本発明においては、前記ビーコン位置取得部は、前記搬送波強度記憶部が記憶する搬送波の強度の最大値と、道路の延在方向に直交する方向におけるビーコン位置と搬送波の強度関係とに基づいて、道路の延在方向に直交する方向におけるビーコン位置を推定することが好ましい。   In the present invention, the beacon position acquisition unit is based on the maximum value of the carrier strength stored in the carrier strength storage unit and the relationship between the beacon position and the carrier strength in the direction orthogonal to the road extending direction. Thus, it is preferable to estimate the beacon position in the direction orthogonal to the extending direction of the road.
また、本発明は、自装置が存在する位置を特定する位置特定装置を用いた位置特定方法であって、位置推定部は、自装置の位置を推定し、ビーコン位置取得部は、信号を乗せた搬送波を射出するビーコンから受信した信号に基づいて、当該ビーコンが設置された位置または当該ビーコンによる搬送波の照射範囲内において電波強度が最も強い位置であるビーコン位置を取得し、位置特定部は、ビーコンによる搬送波の照射範囲が狭いほど大きい値を示す重み値を、前記ビーコン位置取得部が取得したビーコン位置の重みとして、前記位置推定部が推定した位置である推定位置と前記ビーコン位置との加重平均が示す位置を算出し、当該位置を自装置の位置として特定することを特徴とする。 Further, the present invention is a position specifying method using a position specifying device that specifies a position where the own device exists, wherein the position estimating unit estimates the position of the own device, and the beacon position acquiring unit carries a signal. Based on the signal received from the beacon that emits the carrier wave, the beacon position that is the position where the beacon is installed or the position where the radio wave intensity is strongest within the irradiation range of the carrier wave by the beacon is acquired, The weight of the beacon position estimated by the position estimation unit as a weight of the beacon position acquired by the beacon position acquisition unit is a weight value that indicates a larger value as the irradiation range of the carrier wave by the beacon is narrower. The position indicated by the average is calculated, and the position is specified as the position of the own apparatus.
また、本発明は、自装置が存在する位置を特定する位置特定装置を、自装置の位置を推定する位置推定部、信号を乗せた搬送波を射出するビーコンから受信した信号に基づいて、当該ビーコンが設置された位置または当該ビーコンによる搬送波の照射範囲内において電波強度が最も強い位置であるビーコン位置を取得するビーコン位置取得部、ビーコンによる搬送波の照射範囲が狭いほど大きい値を示す重み値を、前記ビーコン位置取得部が取得したビーコン位置の重みとして、前記位置推定部が推定した位置である推定位置と前記ビーコン位置との加重平均が示す位置を算出し、当該位置を自装置の位置として特定する位置特定部として機能させるためのプログラムである。 Further, the present invention is a localization device that identifies a position where the own device is present, the position estimation unit for estimating the position of its own device, based on a carrier wave carrying a signal on a signal received from a beacon that emits, the beacon The beacon position acquisition unit for acquiring the beacon position that is the position where the radio wave intensity is the strongest in the irradiation range of the carrier wave by the beacon, the weight value indicating a larger value as the irradiation range of the carrier wave by the beacon is smaller, As a weight of the beacon position acquired by the beacon position acquisition unit, a position indicated by a weighted average of the estimated position that is the position estimated by the position estimation unit and the beacon position is calculated, and the position is specified as the position of the own device It is a program for making it function as a position specific part to perform.
本発明によれば、位置特定部は、推定位置とビーコン位置との加重平均が示す位置を自装置の位置として算出する。これにより、ビーコンによる搬送波の照射範囲による誤差を低減して自装置が存在する位置を特定することができる。   According to this invention, a position specific | specification part calculates the position which the weighted average of an estimated position and a beacon position shows as a position of an own apparatus. Thereby, it is possible to reduce the error due to the irradiation range of the carrier wave by the beacon and specify the position where the own apparatus exists.
本発明の第1の実施形態による位置特定装置の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the position specification apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態による車両位置の特定方法を示す図である。It is a figure which shows the identification method of the vehicle position by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態による位置特定装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the position specification apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態によるビーコンが記憶するビーコン誤差の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the beacon error which the beacon by the 2nd Embodiment of this invention memorize | stores. 本発明の第2の実施形態による位置特定装置の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the position identification apparatus by the 2nd Embodiment of this invention. ビーコンが設置された交差点の状況の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the condition of the intersection where the beacon was installed. 本発明の第3の実施形態によるビーコンが記憶するビーコン誤差の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the beacon error which the beacon by the 3rd Embodiment of this invention memorize | stores. 本発明の第3の実施形態による位置特定装置の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the position specification apparatus by the 3rd Embodiment of this invention. ビーコン位置が路側にある場合の走行位置と搬送波の強度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the driving | running | working position when a beacon position exists on the roadside, and the intensity | strength of a carrier wave.
《第1の実施形態》
以下、図面を参照しながら本発明の第1の実施形態について詳しく説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態による位置特定装置の構成を示す概略ブロック図である。
位置特定装置は、車両に搭載され、自装置が存在する位置を特定する装置であり、位置推定部1、位置記憶部2、推定誤差算出部3、ビーコン信号受信部4、ビーコン位置取得部5、ビーコン誤差取得部6、位置特定部7、位置出力部8を備える。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of the position specifying device according to the first embodiment of the present invention.
The position specifying device is a device that is mounted on a vehicle and specifies a position where the own device exists, and includes a position estimation unit 1, a position storage unit 2, an estimation error calculation unit 3, a beacon signal reception unit 4, and a beacon position acquisition unit 5. , A beacon error acquisition unit 6, a position specifying unit 7, and a position output unit 8.
位置推定部1は、GPS及び自律航法に基づいて自装置の位置を推定し、推定した位置を示す推定位置Pを、推定した時刻に関連付けて位置記憶部2に記録する。なお、推定位置Pは、式(1)に示す行列である。 The position estimation unit 1 estimates the position of the own device based on GPS and autonomous navigation, and records the estimated position Pc indicating the estimated position in the position storage unit 2 in association with the estimated time. Note that the estimated position P c is a matrix shown in Expression (1).
但し、x、yは、それぞれ推定位置の緯度及び経度を示す値である。 However, x c and y c are values indicating the latitude and longitude of the estimated position, respectively.
位置記憶部2は、位置推定部1によって推定され、または位置特定部7によって特定された自装置の位置を示す位置情報を記憶する。
推定誤差算出部3は、位置記憶部2に蓄積された推定位置Pの履歴、及び位置推定部1によるGPSの推定精度に基づいて、位置推定部1による推定位置Pの緯線方向・経線方向における誤差を示す分散共分散行列である推定誤差Rを算出する。なお、推定誤差Rは、式(2)に示す行列である。
The position storage unit 2 stores position information indicating the position of the own apparatus estimated by the position estimation unit 1 or specified by the position specifying unit 7.
The estimation error calculation unit 3 is based on the history of the estimated position P c accumulated in the position storage unit 2 and the GPS estimation accuracy by the position estimation unit 1, and the parallel direction and meridian of the estimated position P c by the position estimation unit 1. An estimation error R c that is a variance covariance matrix indicating an error in the direction is calculated. Note that the estimation error R c is a matrix shown in Equation (2).
但し、σc_xxは、推定位置の緯線方向の分散を示す値である。また、σc_yyは、推定位置の経線方向の分散を示す値である。σc_xyは、推定位置の緯線方向と経線方向の共分散を示す値である。つまり、推定誤差Rの各要素は、位置推定部1による位置推定の誤差範囲が広いほど大きい値を示す。 However, σ c — xx is a value indicating the variance in the parallel direction of the estimated position. Further, σ c_yy is a value indicating the variance in the meridian direction of the estimated position. σ c — xy is a value indicating the covariance between the latitude direction and the meridian direction of the estimated position. That is, each element of the estimated error R c is shows a larger value as a wide error range of position estimation by the position estimation unit 1.
ビーコン信号受信部4は、路側に設けられたビーコンが出力する搬送波を捕捉し、当該搬送波から信号を抽出することで、信号を受信する。
ビーコン位置取得部5は、ビーコン信号受信部4が受信した信号から、ビーコンによる搬送波の照射範囲内の位置を示すビーコン位置Pを読み出す。ここで、ビーコン位置Pとしては、ビーコンが設置された位置や、照射範囲内において電波強度が最も強い位置などが設定される。なお、ビーコン位置Pは、式(3)に示す行列である。
The beacon signal receiving unit 4 receives a signal by capturing a carrier wave output by a beacon provided on the roadside and extracting a signal from the carrier wave.
Beacon position acquisition unit 5, the signal beacon signal receiver 4 has received, read the beacon position P b indicating the position in the irradiation range of the carrier wave by the beacon. Here, the beacon position P b, the position and the beacon is installed, the radio wave intensity and the strongest positions are set in the irradiation range. Note that the beacon position Pb is a matrix shown in Expression (3).
但し、x、yは、それぞれビーコン位置の緯度及び経度を示す値である。 Here, x b and y b are values indicating the latitude and longitude of the beacon position, respectively.
ビーコン誤差取得部6は、ビーコン信号受信部4が受信した信号から、ビーコン位置Pを中心とした搬送波の照射範囲を示す分散共分散行列であるビーコン誤差Rを読み出す。なお、ビーコン誤差Rは、式(4)に示す行列である。 Beacon error acquisition unit 6 reads out from the signal beacon signal receiver 4 has received a beacon error R b is the variance-covariance matrix that indicates the irradiation range of the carrier wave around the beacon position P b. Note that the beacon error Rb is a matrix shown in Equation (4).
但し、σb_xxは、ビーコンが照射する信号が受信される位置の緯線方向の分散を示す値である。また、σb_yyは、ビーコンが照射する信号が受信される位置の経線方向の分散を示す値である。σb_xyは、ビーコンが照射する信号が受信される位置の緯線方向と経線方向の共分散を示す値である。つまり、ビーコン誤差Rの各要素は、ビーコンによる搬送波の照射範囲が広いほど大きい値を示す。 However, σ b — xx is a value indicating the dispersion in the latitude direction of the position where the signal irradiated by the beacon is received. Also, σ b_yy is a value indicating the dispersion in the meridian direction at the position where the signal irradiated by the beacon is received. σ b — xy is a value indicating the covariance between the latitude direction and the meridian direction at the position where the signal emitted by the beacon is received. That is, each element of the beacon error Rb indicates a larger value as the irradiation range of the carrier wave by the beacon is wider.
位置特定部7は、推定誤差算出部3が算出した推定誤差Rを、ビーコン位置取得部5が取得したビーコン位置Pの重みとし、ビーコン誤差取得部6が取得したビーコン誤差Rを、位置記憶部2が記憶する推定位置Pの重みとして、ビーコン位置Pと推定位置Pの加重平均を算出し、得られた位置Pを、自装置の位置と特定する。具体的には、位置特定部7は、式(5)を解くことで、自装置の位置Pを特定する。また、位置特定部7は、特定した位置Pを位置記憶部2が記憶する推定位置に上書きする。 Position specifying section 7, the estimation error R c which is the estimated error calculating unit 3 to calculate, and the weight of the beacon position P b beacon position acquisition unit 5 acquires, a beacon error R b beacon error acquisition unit 6 acquires, as the weight of the estimated position P c that position storage unit 2 stores, calculates the weighted average of the beacon position P b and the estimated position P c, the resulting position P, and identified as the position of its own device. Specifically, the position specifying unit 7 specifies the position P of its own device by solving Equation (5). Further, the position specifying unit 7 overwrites the specified position P on the estimated position stored in the position storage unit 2.
但し、X−1は、行列Xの逆行列を示す。
なお、本実施形態では、推定誤差算出部3が算出した推定誤差Rを、ビーコン位置取得部5が取得したビーコン位置Pの重みとし、ビーコン誤差取得部6が取得したビーコン誤差Rを、位置記憶部2が記憶する推定位置Pの重みとする。つまり、推定位置Pの重みRは、位置推定の誤差範囲が狭いほどビーコン位置Pの重みRに対して相対的に大きい値を示すこととなる。同様に、ビーコン位置Pの重みRは、ビーコンの通信範囲が狭いほど推定位置Pの重みRに対して相対的に大きい値を示すこととなる。
Here, X −1 represents an inverse matrix of the matrix X.
In the present embodiment, the estimation error R c calculated by the estimation error calculation unit 3 is used as the weight of the beacon position P b acquired by the beacon position acquisition unit 5, and the beacon error R b acquired by the beacon error acquisition unit 6 is used. The weight of the estimated position P c stored in the position storage unit 2 is used. In other words, the weight R b of the estimated position P c becomes to exhibit a relatively large value for the weight R c enough beacon position P b error range is narrow position estimate. Similarly, the weight R c of the beacon position P b indicates a relatively large value with respect to the weight R b of the estimated position P c as the beacon communication range is narrower.
図2は、本発明の第1の実施形態による車両位置の特定方法を示す図である。
本実施形態では推定誤差R及びビーコン誤差Rは、2×2の分散共分散行列によって示される。したがって、これらの誤差を緯線及び経線を軸とする二次元平面に投射すると、誤差は図2に示すように楕円形に広がりを有する。
FIG. 2 is a diagram showing a vehicle position specifying method according to the first embodiment of the present invention.
In this embodiment, the estimation error R c and the beacon error R b are represented by a 2 × 2 variance-covariance matrix. Therefore, when these errors are projected onto a two-dimensional plane having latitude and meridians as axes, the errors have an elliptical spread as shown in FIG.
位置出力部8は、位置記憶部2が記憶する位置情報をディスプレイに出力する。   The position output unit 8 outputs the position information stored in the position storage unit 2 to the display.
なお、本実施形態においてビーコンは、ビーコン位置P及びビーコン誤差Rを記憶する記憶部を備え、当該記憶部が記憶する情報を示す信号を搬送波に乗せて所定の照射範囲に出力する。なお、ビーコン誤差Rは、ビーコンの設計時に予め決定しておく値であっても良いし、車両を通行させてビーコン誤差Rを実測して求めた値であっても良い。 Incidentally, a beacon in the present embodiment includes a storage unit for storing the beacon position P b and beacon error R b, and outputs a signal indicating the information the storage unit stores a predetermined irradiation range placed on a carrier. The beacon error Rb may be a value determined in advance when designing a beacon, or may be a value obtained by actually measuring the beacon error Rb while passing the vehicle.
次に、本実施形態による位置特定装置の動作について説明する。
図3は、本発明の第1の実施形態による位置特定装置の動作を示すフローチャートである。
まず、位置特定装置が起動すると、位置推定部1は、GPSまたは自律航法にて自装置の位置すなわち自装置を搭載した車両の位置を推定する(ステップS1)。なお、位置推定部1は、位置記憶部2が記憶する過去の位置情報の履歴と、GPSまたは自律航法にて取得した位置とに基づいて現在の位置を推定するカルマンフィルタを備え、当該カルマンフィルタの出力値を、推定位置Pとして出力する。次に、位置推定部1は、推定位置Pを位置記憶部2に記録する(ステップS2)。
Next, the operation of the position specifying device according to the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the position specifying device according to the first embodiment of the present invention.
First, when the position specifying device is activated, the position estimating unit 1 estimates the position of the own apparatus, that is, the position of the vehicle on which the own apparatus is mounted, by GPS or autonomous navigation (step S1). The position estimation unit 1 includes a Kalman filter that estimates a current position based on a history of past position information stored in the position storage unit 2 and a position acquired by GPS or autonomous navigation, and outputs the Kalman filter. The value is output as the estimated position Pc . Next, the position estimation unit 1 records the estimated position Pc in the position storage unit 2 (step S2).
また、位置推定部1は、推定位置の推定誤差Rを算出する(ステップS3)。具体的には、位置推定部1がステップS1においてGPSによる位置推定を行った場合、位置推定に用いるGPS衛星の方向ベクトルに基づいてDOP(Dilution Of Precision)値を算出し、当該DOP値に基づいて推定誤差Rを算出する。他方、位置推定部1がステップS1において自律航法による位置推定を行った場合、位置推定部1のカルマンフィルタにおいて学習された誤差を推定誤差Rとする。 Further, the position estimation unit 1 calculates an estimation error R c of the estimated position (step S3). Specifically, when the position estimation unit 1 performs position estimation by GPS in step S1, a DOP (Division Of Precision) value is calculated based on a direction vector of a GPS satellite used for position estimation, and based on the DOP value. Thus, an estimation error R c is calculated. On the other hand, when the position estimation unit 1 performs position estimation by autonomous navigation in step S1, an error learned in the Kalman filter of the position estimation unit 1 is set as an estimation error Rc .
次に、ビーコン信号受信部4は、ビーコンから信号を受信したか否かを判定する(ステップS4)。なお、ビーコン信号受信部4は、エラーなく信号の受信を完了したときに、ビーコンから信号を受信したと判定する。ビーコン信号受信部4が、ビーコンから信号を受信したと判定した場合(ステップS4:YES)、ビーコン位置取得部5は、ビーコン信号受信部4が受信した信号に含まれるビーコン位置Pを示す情報を取得する(ステップS5)。また、ビーコン誤差取得部6は、ビーコン信号受信部4が受信した信号に含まれるビーコン誤差Rを取得する(ステップS6)。 Next, the beacon signal receiving unit 4 determines whether a signal is received from the beacon (step S4). Note that the beacon signal receiving unit 4 determines that a signal has been received from the beacon when the signal reception is completed without error. If the beacon signal receiving unit 4, it is determined that it has received the signal from the beacon (step S4: YES), the beacon position acquisition unit 5, information indicating the beacon position P b where beacon signal receiver 4 is included in the received signal Is acquired (step S5). Further, the beacon error acquisition unit 6 acquires the beacon error Rb included in the signal received by the beacon signal reception unit 4 (step S6).
次に、位置特定部7は、推定位置P、推定誤差R、ビーコン位置P、ビーコン誤差Rを用いて上記式(5)を解くことで、車両位置Pを特定する(ステップS7)。式(5)によれば、これにより、誤差の大きさによって重みを動的に決定することができる。また、位置推定の誤差範囲が狭いほど(推定精度が高いほど)ビーコン位置Pの重みRが小さくなるため、特定される車両位置Pは、推定位置Pに近い位置となる。同様に、ビーコンの通信範囲が狭いほど推定位置Pの重みRが小さくなるため、特定される車両位置Pは、ビーコン位置Pに近い位置となる。
次に、位置特定部7は、特定した車両位置を、ステップS2で記録した推定位置に上書きして位置記憶部2に記録する(ステップS8)。
Next, the position specifying unit 7 specifies the vehicle position P by solving the above equation (5) using the estimated position P c , the estimated error R c , the beacon position P b , and the beacon error R b (step S7). ). According to Equation (5), the weight can be dynamically determined according to the magnitude of the error. The weight for the R c becomes smaller, vehicle position P specified position smaller the error range of the estimated (the higher estimation accuracy) beacon location P b is a position close to the estimated position P c. Similarly, since the weight R b of the estimated position P c as the communication range of the beacon is narrow is reduced, the vehicle position P to be identified, a position close to the beacon position P b.
Next, the position specifying unit 7 overwrites the specified vehicle position on the estimated position recorded in step S2 and records it in the position storage unit 2 (step S8).
ステップS8で車両位置を上書きした場合、またはビーコン信号受信部4がステップS4でビーコンから信号を受信していないと判定した場合(ステップS4:NO)、位置出力部8は、位置記憶部2に最後に記録された車両位置をディスプレイに出力する(ステップS9)。
次に、位置特定装置は、利用者による操作や割り込み処理などにより、外部から処理の終了要求を入力したか否かを判定する(ステップS10)。位置特定装置は、外部から終了要求を入力していないと判定した場合(ステップS10:NO)、ステップS1に戻り、車両位置の推定を行う。他方、位置特定装置は、外部から終了要求を入力したと判定した場合(ステップS10:YES)、処理を終了する。
When the vehicle position is overwritten in step S8, or when the beacon signal receiving unit 4 determines that the signal is not received from the beacon in step S4 (step S4: NO), the position output unit 8 stores the position in the position storage unit 2. The last recorded vehicle position is output to the display (step S9).
Next, the position specifying device determines whether or not a processing end request has been input from the outside by an operation by the user, an interrupt process, or the like (step S10). When it is determined that the end request is not input from the outside (step S10: NO), the position specifying device returns to step S1 and estimates the vehicle position. On the other hand, if it is determined that the end request is input from the outside (step S10: YES), the position specifying device ends the process.
このように、本実施形態によれば、ビーコンによる搬送波の照射範囲が狭いほど大きい値を示す重み値Rをビーコン位置Pの重みとして、推定位置Pとビーコン位置Pとの加重平均が示す位置を算出し、当該位置を自装置の位置として特定する。これにより、ビーコンによる搬送波の照射範囲が狭い場合、すなわちビーコン位置Pが信頼できる場合にビーコン位置Pに近い位置を車両位置Pと特定し、ビーコンによる搬送波の照射範囲が広い場合、すなわちビーコン位置Pが信頼できない場合にビーコン位置Pより推定位置Pに近い位置を車両位置Pと特定する。これにより、ビーコンによる搬送波の照射範囲による誤差を低減して自装置が存在する位置を特定することができる。 Thus, according to this embodiment, the weighted average of the weight values R c showing a larger value as a narrow irradiation range of the carrier wave by the beacon as the weight of the beacon position P b, and the estimated position P c and the beacon position P b Is calculated, and the position is specified as the position of the own apparatus. Thereby, when the irradiation range of the carrier wave by the beacon is narrow, that is, when the beacon position P b is reliable, the position close to the beacon position P b is specified as the vehicle position P, and when the irradiation range of the carrier wave by the beacon is wide, that is, the beacon position P b is positioned to identify the vehicle position P close to the estimated position P c from a beacon located P b when unreliable. Thereby, it is possible to reduce the error due to the irradiation range of the carrier wave by the beacon and specify the position where the own apparatus exists.
また、本実施形態によれば、位置推定部1による位置推定の誤差範囲が狭いほど大きい値を示す重み値Rを、推定位置Pの重みとして、推定位置Pとビーコン位置Pとの加重平均が示す位置を算出する。これにより、位置推定の誤差が小さい場合、すなわち推定位置Pが信頼できる場合に推定位置Pに近い位置を車両位置Pと特定し、位置推定の誤差が大きい場合、すなわち推定位置Pが信頼できない場合に推定位置Pよりビーコン位置Pに近い位置を車両位置と特定する。これにより、推定誤差の影響を加味して自装置が存在する位置を特定することができる。 Further, according to this embodiment, the weight value R b showing a larger value as a narrow error range of the position estimation by the position estimation unit 1, as the weight of the estimated position P c, and the estimated position P c and the beacon position P b The position indicated by the weighted average is calculated. Thus, when the position estimation error is small, that is, when the estimated position P c is reliable, a position close to the estimated position P c is identified as the vehicle position P, and when the position estimation error is large, that is, the estimated position P c is the position close to the beacon position P b from the estimated position P c for identifying the vehicle position when unreliable. Thereby, the position where the own apparatus exists can be specified in consideration of the influence of the estimation error.
また、本実施形態によれば、推定誤差R、ビーコン誤差Rは、それぞれ2×2の分散共分散行列によって表される。そして、当該行列を用いることで、緯度・経度で示される二次元の直交座標空間において、楕円形に広がる重みR、Rを用いて車両位置の特定を行うことができる。なお、図2に示すように緯線方向・経線方向に直交する軸を長軸・短軸とする場合に限られず、緯線方向及び経線方向に交差する方向に長軸・短軸とする場合も、分散共分散行列によって表現することができる。ビーコンによる搬送波の照射範囲の多くは、道路の延在方向に長軸を有する楕円形に近似することができる。他方、道路の延在方向は緯線方向または経線方向と一致するとは限らない。そのため、本実施形態のように重み値に行列を用いることで、ビーコンの搬送波の照射範囲の形状に合った重みを用いて車両位置の特定を行うことができる。 Further, according to the present embodiment, the estimation error R c and the beacon error R b are each represented by a 2 × 2 variance-covariance matrix. By using the matrix, it is possible to specify the vehicle position using the weights R c and R b spreading in an ellipse in a two-dimensional orthogonal coordinate space indicated by latitude and longitude. As shown in FIG. 2, it is not limited to the case where the axis perpendicular to the latitude direction and the meridian direction is the major axis and the minor axis. It can be expressed by a variance-covariance matrix. Most of the irradiation range of the carrier wave by the beacon can be approximated to an ellipse having a long axis in the extending direction of the road. On the other hand, the extending direction of the road does not always coincide with the latitude direction or the meridian direction. Therefore, by using a matrix as a weight value as in this embodiment, the vehicle position can be specified using a weight that matches the shape of the beacon carrier wave irradiation range.
《第2の実施形態》
次に、図面を参照しながら本発明の第2の実施形態について詳しく説明する。
第2の実施形態は、第1の実施形態におけるビーコンから送出される信号に、車種毎のビーコン誤差Rが含まれる形態である。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the second embodiment, the signal transmitted from the beacon in the first embodiment includes a beacon error Rb for each vehicle type.
図4は、本発明の第2の実施形態によるビーコンが記憶するビーコン誤差の例を示す図である。
ビーコンは、ビーコン誤差Rとして、乗用車のビーコン誤差R 、バスの乗用車のビーコン誤差R 、バイクのビーコン誤差R を記憶しており、それぞれのビーコン誤差Rを含む信号を搬送波に乗せて送出する。
なお、ビーコンが記憶する乗用車のビーコン誤差R は、バスのビーコン誤差R と比べて大きい値になる。これは、通常、乗用車における位置特定装置の設置高さがバスにおける位置が特定装置の設置高さより低い位置にあるため、バスに設置された位置特定装置のほうが乗用車に設置された位置特定装置よりアンテナに近く、搬送波の照射範囲が小さいためである。
このように、ビーコンが記憶するビーコン誤差Rは、位置特定装置が設置された高さが高いほど小さい値を示す。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a beacon error stored in a beacon according to the second embodiment of the present invention.
Beacon, as the beacon error R b, passenger beacon error R b v, bus passenger beacon error R b b, stores the beacon error R b m bike, a signal containing the respective beacon error R b Send it on a carrier wave.
Note that the beacon error R b v of the passenger car stored in the beacon is larger than the beacon error R b b of the bus. This is because the position identification device installed on the passenger car is usually higher than the position where the position on the bus is lower than the height of the identification device. This is because it is close to the antenna and the irradiation range of the carrier wave is small.
Thus, the beacon error Rb stored by the beacon indicates a smaller value as the height at which the position specifying device is installed is higher.
図5は、本発明の第2の実施形態による位置特定装置の構成を示す概略ブロック図である。
第2の実施形態による位置特定装置は、第1の実施形態による位置特定装置にさらに車種情報取得部9を備え、ビーコン誤差取得部6の動作が異なるものである。
車種情報取得部9は、自装置が設置された車両の車種情報を車載器から取得する。
FIG. 5 is a schematic block diagram showing the configuration of the position specifying device according to the second embodiment of the present invention.
The position specifying device according to the second embodiment further includes a vehicle type information acquiring unit 9 in the position specifying device according to the first embodiment, and the operation of the beacon error acquiring unit 6 is different.
The vehicle type information acquisition unit 9 acquires the vehicle type information of the vehicle in which the device is installed from the vehicle-mounted device.
ビーコン誤差取得部6は、ビーコン信号受信部4が受信した信号に含まれるビーコン誤差Rのうち、車種情報取得部9が取得した車種情報に関連付けられたものを取得する。これにより、位置特定部7は、自装置が設置された高さに応じたビーコン誤差Rを用いることで、より精度よく車両位置の特定をすることができる。 The beacon error acquisition unit 6 acquires the beacon error Rb included in the signal received by the beacon signal reception unit 4 and associated with the vehicle type information acquired by the vehicle type information acquisition unit 9. Thereby, the position specific | specification part 7 can specify a vehicle position more accurately by using the beacon error Rb according to the height in which the own apparatus was installed.
《第3の実施形態》
次に、図面を参照しながら本発明の第3の実施形態について詳しく説明する。
第3の実施形態は、第1の実施形態におけるビーコンから送出される信号に、道路毎のビーコン誤差Rが含まれる形態である。
<< Third Embodiment >>
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the third embodiment, the signal transmitted from the beacon in the first embodiment includes a beacon error Rb for each road.
図6は、ビーコンが設置された交差点の状況の例を示す図である。
ビーコンの設置場所の周囲の環境によって、ビーコンの搬送波照射範囲が異なる場合がある。図6に示す例は、道路1の延在方向に道路3が設けられ、また道路2の延在方向に道路4が設けられ、道路1、3と道路2、4とが交差する交差点の例である。ここで、図6に示す交差点では、道路1、3の幅が道路2、4の幅より広く、また道路2の両隣には空き地が広がり、また道路4の両隣にはビルが建っている。また、ビーコンは、ビーコン位置が交差点の中央になるように設けられている。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a situation of an intersection where a beacon is installed.
Depending on the environment around the location of the beacon, the beacon carrier irradiation range may vary. The example shown in FIG. 6 is an example of an intersection where the road 3 is provided in the extending direction of the road 1 and the road 4 is provided in the extending direction of the road 2, and the roads 1, 3 and the roads 2, 4 intersect. It is. Here, at the intersection shown in FIG. 6, the widths of the roads 1 and 3 are wider than the widths of the roads 2 and 4, vacant land is spread on both sides of the road 2, and buildings are built on both sides of the road 4. The beacon is provided so that the beacon position is at the center of the intersection.
図6に示す例では、道路1、3は、道路2、4と比較して幅が広いため、道路1、3の道路幅方向の搬送波の照射範囲は、道路2、4の搬送波の照射範囲より広い。また、道路4の両隣はビルであるため、道路延在方向の搬送波の照射範囲は、両隣が空き地である道路2と比較して狭い。
このように、道路によって搬送波の広がりが異なるため、道路毎にビーコン誤差Rを異ならせることが好ましい。
In the example shown in FIG. 6, the roads 1 and 3 are wider than the roads 2 and 4. Therefore, the irradiation range of the carrier in the road width direction of the roads 1 and 3 is the irradiation range of the carriers of the roads 2 and 4. Wider. Moreover, since both sides of the road 4 are buildings, the irradiation range of the carrier wave in the road extending direction is narrower than the road 2 where both sides are vacant.
Thus, since the spread of the carrier wave differs depending on the road, it is preferable to make the beacon error Rb different for each road.
図7は、本発明の第3の実施形態によるビーコンが記憶するビーコン誤差の例を示す図である。
ビーコンは、ビーコン誤差Rとして、道路毎のビーコン誤差(図6の例では、道路1のビーコン誤差R 、道路2のビーコン誤差R 、道路3のビーコン誤差R 、道路4のビーコン誤差R )を記憶しており、それぞれのビーコン誤差Rを含む信号を搬送波に乗せて送出する。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a beacon error stored in a beacon according to the third embodiment of the present invention.
The beacon is a beacon error for each road as a beacon error R b (in the example of FIG. 6, a beacon error R b 1 for road 1 , a beacon error R b 2 for road 2 , a beacon error R b 3 for road 3 , and a road 4 Beacon error R b 4 ), and a signal including each beacon error R b is transmitted on a carrier wave.
図8は、本発明の第3の実施形態による位置特定装置の構成を示す概略ブロック図である。
第3の実施形態による位置特定装置は、第1の実施形態による位置特定装置にさらに道路特定部10を備え、ビーコン誤差取得部6の動作が異なるものである。
道路特定部10は、位置記憶部2が記憶する車両位置に基づいて、現在車両が存在する道路を特定する。
FIG. 8 is a schematic block diagram showing the configuration of the position specifying device according to the third embodiment of the present invention.
The position specifying device according to the third embodiment includes a road specifying unit 10 in addition to the position specifying device according to the first embodiment, and the operation of the beacon error acquiring unit 6 is different.
The road specifying unit 10 specifies the road on which the vehicle currently exists based on the vehicle position stored in the position storage unit 2.
ビーコン誤差取得部6は、ビーコン信号受信部4が受信した信号に含まれるビーコン誤差Rのうち、道路特定部10が特定した道路に関連付けられたものを取得する。これにより、位置特定部7は、自装置が存在する道路に関連付けられたビーコン誤差Rを用いることで、より精度よく車両位置の特定をすることができる。 The beacon error acquiring unit 6 acquires the beacon error Rb included in the signal received by the beacon signal receiving unit 4 and associated with the road specified by the road specifying unit 10. Thereby, the position specific | specification part 7 can pinpoint a vehicle position more accurately by using the beacon error Rb linked | related with the road where an own apparatus exists.
《第4の実施形態》
次に、本発明の第4の実施形態について詳しく説明する。
第4の実施形態は、第1の実施形態と異なる方法でビーコン位置Pを特定する形態である。
第1の実施形態では、ビーコンから送出される信号にビーコン位置が含まれ、ビーコン位置取得部5が信号からビーコン位置を読み出すことで取得する場合を説明した。第4の実施形態では、ビーコンからの信号の受信時における搬送波の強度から、ビーコン位置を推定する形態について説明する。
<< Fourth Embodiment >>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described in detail.
In the fourth embodiment, the beacon position Pb is specified by a method different from the first embodiment.
In 1st Embodiment, the beacon position was contained in the signal transmitted from a beacon, and the beacon position acquisition part 5 demonstrated the case acquired by reading a beacon position from a signal. In the fourth embodiment, a mode in which the beacon position is estimated from the strength of the carrier wave at the time of receiving a signal from the beacon will be described.
信号の受信位置がビーコン位置から遠いほど、信号受信時の搬送波の強度は弱い。したがって、信号の受信位置と搬送波の強度、及び受信位置と強度の関係が分かれば、位置特定装置はビーコン位置を推定することができる。
第4の実施形態によるビーコンは、ビーコン位置に代えて、電波強度と受信位置からビーコン位置までの距離との関係を示す情報を記憶しており、当該情報を含む信号を搬送波に乗せて送出する。
第4の実施形態による位置特定装置のビーコン位置取得部5は、ビーコン信号受信部4が信号を受信したときの搬送波の強度と、受信した信号に含まれる情報を読み出す。次に、ビーコン位置取得部5は、読み出した情報において、信号を受信したときの搬送波の強度に関連付けられたビーコン位置までの距離を読み出す。そして、位置記憶部2が記憶する現在の推定位置の、道路延在方向(または車両進行方向)に読み出した距離を加算することで、ビーコン位置を算出する。
The farther the signal reception position is from the beacon position, the lower the strength of the carrier wave at the time of signal reception. Therefore, if the reception position of the signal and the intensity of the carrier wave and the relationship between the reception position and the intensity are known, the position specifying device can estimate the beacon position.
The beacon according to the fourth embodiment stores information indicating the relationship between the radio wave intensity and the distance from the reception position to the beacon position instead of the beacon position, and transmits a signal including the information on a carrier wave. .
The beacon position acquisition unit 5 of the position specifying device according to the fourth embodiment reads the intensity of the carrier wave when the beacon signal reception unit 4 receives the signal and the information included in the received signal. Next, the beacon position acquisition unit 5 reads the distance to the beacon position associated with the strength of the carrier wave when the signal is received in the read information. Then, the beacon position is calculated by adding the distance read in the road extending direction (or the vehicle traveling direction) of the current estimated position stored in the position storage unit 2.
このように、本実施形態によれば、ビーコンからの信号受信時における搬送波の受信強度に基づいて、ビーコン位置を算出することができる。   Thus, according to the present embodiment, the beacon position can be calculated based on the reception intensity of the carrier wave at the time of signal reception from the beacon.
《第5の実施形態》
次に、本発明の第5の実施形態について詳しく説明する。
第5の実施形態は、第1の実施形態、第4の実施形態と異なる方法でビーコン位置Pを特定する形態である。
第1の実施形態では、ビーコンから送出される信号にビーコン位置が含まれ、ビーコン位置取得部5が信号からビーコン位置を読み出すことで取得する場合を説明した。また、第4の実施形態では、ビーコンからの信号の受信時における搬送波の強度から、ビーコン位置を推定する場合について説明した。第5の実施形態では、ビーコンからの搬送波の強度のピーク値に基づいてビーコン位置を推定する形態について説明する。
<< Fifth Embodiment >>
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described in detail.
The fifth embodiment is a mode in which the beacon position Pb is specified by a method different from the first embodiment and the fourth embodiment.
In 1st Embodiment, the beacon position was contained in the signal transmitted from a beacon, and the beacon position acquisition part 5 demonstrated the case acquired by reading a beacon position from a signal. Further, in the fourth embodiment, the case where the beacon position is estimated from the strength of the carrier wave at the time of receiving the signal from the beacon has been described. 5th Embodiment demonstrates the form which estimates a beacon position based on the peak value of the intensity | strength of the carrier wave from a beacon.
位置特定装置とビーコン位置とが近いほど、受信する搬送波の強度は強い。したがって、位置特定装置がビーコン位置を通過する際、位置特定装置が受信した搬送波の強度がピークとなる点が、ビーコン位置であると推定することができる。
第5の実施形態による位置特定装置のビーコン位置取得部5は、位置特定装置の推定位置と、当該推定位置においてビーコン信号受信部4が検知する搬送波の強度とを関連付けて遂次記憶する。次に、ビーコン位置取得部5は、ビーコン信号受信部4が検知する搬送波の強度がピークを過ぎたとき、ピークとなる強度に関連付けられた推定位置をビーコン位置として読み出す。
The closer the position location device is to the beacon position, the stronger the intensity of the received carrier wave. Therefore, when the position specifying device passes the beacon position, it can be estimated that the point at which the intensity of the carrier wave received by the position specifying device peaks is the beacon position.
The beacon position acquisition unit 5 of the position specifying device according to the fifth embodiment sequentially stores the estimated position of the position specifying device and the strength of the carrier wave detected by the beacon signal receiving unit 4 at the estimated position. Next, when the intensity of the carrier wave detected by the beacon signal receiving unit 4 has passed the peak, the beacon position acquisition unit 5 reads the estimated position associated with the peak intensity as the beacon position.
このように、本実施形態によれば、ビーコンからの信号受信時における搬送波の受信強度に基づいて、ビーコン位置を算出することができる。   Thus, according to the present embodiment, the beacon position can be calculated based on the reception intensity of the carrier wave at the time of signal reception from the beacon.
《第6の実施形態》
次に、本発明の第6の実施形態について詳しく説明する。
第5の実施形態では、ビーコン位置を搬送波のピーク強度に基づいて決定する方法を説明した。しかしこの方法は、道路延在方向におけるビーコン位置を特定することができるが、道路幅方向におけるビーコン位置を特定することができない。そこで、ビーコン位置が道路の中央でなく、路側になるようにビーコンが設置されている場合、第6の実施形態で説明する方法を用いてビーコン位置を特定することで、道路延在方向及び道路幅方向におけるビーコン位置を特定する。
<< Sixth Embodiment >>
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described in detail.
In the fifth embodiment, the method of determining the beacon position based on the peak intensity of the carrier wave has been described. However, this method can specify the beacon position in the road extending direction, but cannot specify the beacon position in the road width direction. Therefore, when the beacon is installed so that the beacon position is not on the center of the road but on the roadside, by specifying the beacon position using the method described in the sixth embodiment, the road extension direction and the road The beacon position in the width direction is specified.
図9は、ビーコン位置が路側にある場合の走行位置と搬送波の強度との関係を示す図である。
信号の受信位置がビーコン位置から遠いほど、信号受信時の搬送波の強度は弱い。したがって、図9に示すように、搬送波の強度がピークになる点において、車両が道路幅方向においてビーコン位置に近い位置を走行している場合、ビーコン位置から遠い位置を走行している場合と比較して搬送波の受信強度が強くなる。つまり、搬送波のピーク強度及び道路幅方向のビーコン位置とピーク強度の関係が分かれば、位置特定装置はビーコン位置を推定することができる。
FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the traveling position and the strength of the carrier wave when the beacon position is on the roadside.
The farther the signal reception position is from the beacon position, the lower the strength of the carrier wave at the time of signal reception. Therefore, as shown in FIG. 9, when the vehicle is traveling near the beacon position in the road width direction at the point where the carrier wave intensity reaches a peak, it is compared with the case where the vehicle is traveling far away from the beacon position. As a result, the reception intensity of the carrier wave is increased. That is, if the relationship between the peak intensity of the carrier wave and the beacon position in the road width direction and the peak intensity is known, the position specifying device can estimate the beacon position.
第6の実施形態によるビーコンは、ビーコン位置に代えて、搬送波のピーク強度と道路幅方向のビーコン位置との関係を示す情報を記憶しており、当該情報を含む信号を搬送波に乗せて送出する。
第6の実施形態による位置特定装置のビーコン位置取得部5は、ビーコン信号受信部4が検出した搬送波のピーク強度と、受信した信号に含まれる情報を読み出す。次に、ビーコン位置取得部5は、読み出した情報において、搬送波のピーク強度に関連付けられた、道路幅方向のビーコン位置を読み出す。
これにより、本実施形態によれば、ビーコンからの信号受信時における搬送波の受信強度に基づいて、道路延在方向、及び道路幅方向におけるビーコン位置を算出することができる。
The beacon according to the sixth embodiment stores information indicating the relationship between the peak intensity of the carrier wave and the beacon position in the road width direction instead of the beacon position, and transmits a signal including the information on the carrier wave. .
The beacon position acquisition unit 5 of the position specifying device according to the sixth embodiment reads the peak intensity of the carrier wave detected by the beacon signal reception unit 4 and information included in the received signal. Next, the beacon position acquisition unit 5 reads the beacon position in the road width direction associated with the peak intensity of the carrier wave in the read information.
Thereby, according to this embodiment, the beacon position in the road extending direction and the road width direction can be calculated based on the reception intensity of the carrier wave at the time of signal reception from the beacon.
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、ビーコン位置P及びビーコン誤差Rを示す信号をビーコンが出力する場合について説明したが、これに限られず、位置特定装置が各ビーコンの識別情報に関連付けて当該ビーコンのビーコン位置P及びビーコン誤差Rを予め記憶しておくようにしても良い。
As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made without departing from the scope of the present invention. It is possible to
For example, in the above-described embodiment, the case where the beacon outputs a signal indicating the beacon position P b and the beacon error R b has been described. However, the present invention is not limited to this, and the position specifying device associates the beacon with the identification information of each beacon. The beacon position Pb and the beacon error Rb may be stored in advance.
また、上述した実施形態では、指定誤差算出部が算出した推定誤差Rと、ビーコン誤差取得部6が取得したビーコン誤差Rとを用いて車両位置の推定を行う場合を説明したが、これに限られず、推定誤差Rを固定値としても良い。 In the above-described embodiment, the case where the vehicle position is estimated using the estimation error R c calculated by the designation error calculation unit and the beacon error R b acquired by the beacon error acquisition unit 6 has been described. However, the estimation error Rc may be a fixed value.
また、上述した実施形態では、推定誤差Rをビーコン位置Pの重みとして用い、ビーコン誤差Rを推定位置Pの重みとして用いる場合を説明したが、これに限られず、例えば、推定誤差Rの逆数を推定位置Pの重みとして用い、ビーコン誤差Rの逆数をビーコン位置Pの重みとして用いても良い。 In the above-described embodiment, the case where the estimation error R c is used as the weight of the beacon position P b and the beacon error R b is used as the weight of the estimation position P c is described. However, the present invention is not limited to this. using the inverse of R c as the weight of the estimated position P c, may be used reciprocal beacon error R b as the weight of the beacon position P b.
また、上述した実施形態では、重み値R、Rとして行列を使う場合を説明したが、これに限られず重み値にスカラ値を用いても良い。
また、上述した実施形態では、重み値R、Rとして分散共分散行列を用いる場合を説明したが、これに限られず、例えばビーコン位置の標準偏差や範囲などの他の散布度を用いても良いし、受信位置からビーコン位置までの距離の平均値や中央値などの代表値を用いても良い。
In the above-described embodiment, the case where a matrix is used as the weight values R b and R c has been described. However, the present invention is not limited to this, and a scalar value may be used as the weight value.
In the above-described embodiment, the case where the variance-covariance matrix is used as the weight values R b and R c has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, other dispersion degrees such as the standard deviation and range of the beacon position are used. Alternatively, a representative value such as an average value or a median value of the distance from the reception position to the beacon position may be used.
上述の位置特定装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。   The above-described position specifying device has a computer system therein. The operation of each processing unit described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above processing is performed by the computer reading and executing this program. Here, the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Alternatively, the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすで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)であっても良い。   The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
1…位置推定部 2…位置記憶部 3…推定誤差算出部 4…ビーコン信号受信部 5…ビーコン位置取得部 6…ビーコン誤差取得部 7…位置特定部 8…位置出力部 9…車種情報取得部 10…道路特定部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Position estimation part 2 ... Position memory | storage part 3 ... Estimation error calculation part 4 ... Beacon signal reception part 5 ... Beacon position acquisition part 6 ... Beacon error acquisition part 7 ... Position specification part 8 ... Position output part 9 ... Vehicle type information acquisition part 10 ... Road specific part

Claims (10)

  1. 自装置の位置を推定する位置推定部と、
    信号を乗せた搬送波を射出するビーコンから受信した信号に基づいて、当該ビーコンが設置された位置または当該ビーコンによる搬送波の照射範囲内において電波強度が最も強い位置であるビーコン位置を取得するビーコン位置取得部と、
    ビーコンによる搬送波の照射範囲が狭いほど大きい値を示す重み値を、前記ビーコン位置取得部が取得したビーコン位置の重みとして、前記位置推定部が推定した位置である推定位置と前記ビーコン位置との加重平均が示す位置を算出し、当該位置を自装置の位置として特定する位置特定部と
    を備えることを特徴とする位置特定装置。
    A position estimation unit for estimating the position of the own device;
    Based on a signal received from a beacon that emits a carrier wave carrying a signal, a beacon position acquisition that acquires the position where the beacon is installed or the position where the radio wave intensity is strongest within the irradiation range of the carrier wave by the beacon And
    The weight of the beacon position estimated by the position estimation unit as a weight of the beacon position acquired by the beacon position acquisition unit is a weight value that indicates a larger value as the irradiation range of the carrier wave by the beacon is narrower. A position specifying apparatus comprising: a position specifying unit that calculates a position indicated by the average and specifies the position as the position of the own apparatus.
  2. 前記位置特定部は、前記位置推定部による位置推定の誤差範囲が狭いほど大きい値を示す重み値を、前記推定位置の重みとして、前記推定位置と前記ビーコン位置との加重平均が示す位置を算出する
    ことを特徴とする請求項1に記載の位置特定装置。
    The position specifying unit calculates a position indicated by a weighted average of the estimated position and the beacon position, using a weight value indicating a larger value as the error range of the position estimation by the position estimation unit is narrower as a weight of the estimated position. The position specifying device according to claim 1.
  3. 前記ビーコン位置は、所定の直交座標系における前記ビーコンによる搬送波の照射範囲内の位置を示す行列であり、
    前記推定位置は、前記直交座標系において自装置が存在すると推定される位置を示す行列であり、
    前記ビーコン位置の重みは、前記直交座標系において前記位置推定部による位置推定の誤差範囲の分散を示す分散共分散行列であり、
    前記推定位置の重みは、前記直交座標系においてビーコンからの信号を正常に受信できる位置の分散を示す分散共分散行列である
    ことを特徴とする請求項2に記載の位置特定装置。
    The beacon position is a matrix indicating a position within an irradiation range of a carrier wave by the beacon in a predetermined orthogonal coordinate system,
    The estimated position is a matrix indicating a position where the apparatus is estimated to exist in the orthogonal coordinate system,
    The weight of the beacon position, Ri covariance matrix der showing the variance of the error range of the position estimation by the position estimation unit in the orthogonal coordinate system,
    3. The position specifying device according to claim 2 , wherein the weight of the estimated position is a variance covariance matrix indicating a variance of positions where a signal from a beacon can be normally received in the orthogonal coordinate system .
  4. 前記ビーコン位置の重みは、自装置が設置された高さが高いほど小さい値を示すことを特徴とする請求項2に記載の位置特定装置。   The position identifying device according to claim 2, wherein the weight of the beacon position indicates a smaller value as the height at which the device is installed is higher.
  5. 前記位置推定部が推定した推定位置に基づいて、自装置が存在する道路を特定する道路特定部と、
    前記道路特定部が特定した道路に対応するビーコン位置の重みを取得するビーコン重み取得部と
    を備え、
    前記位置特定部は、前記ビーコン重み取得部が取得した重みを用いて自装置の位置として特定する
    ことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の位置特定装置。
    Based on the estimated position estimated by the position estimation unit, a road identification unit that identifies a road on which the device exists,
    A beacon weight obtaining unit for obtaining a weight of a beacon position corresponding to the road identified by the road identifying unit;
    The said position specific | specification part specifies as a position of an own apparatus using the weight which the said beacon weight acquisition part acquired. The position specific device of any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned.
  6. 前記ビーコン位置取得部は、正常に信号の受信を完了したときに、当該信号の搬送波の強度と、前記ビーコン位置と搬送波の強度との関係とに基づいてビーコン位置を推定することを特徴とする請求項1から請求項5の何れか1項に記載の位置特定装置。   The beacon position acquisition unit estimates the beacon position based on the strength of the carrier wave of the signal and the relationship between the beacon position and the strength of the carrier wave when the signal reception is normally completed. The position specifying device according to any one of claims 1 to 5.
  7. 前記ビーコンからの搬送波の強度を、当該搬送波を受信した位置に関連付けて搬送波強度記憶部に遂次記録する搬送波強度記録部を備え、
    前記ビーコン位置取得部は、前記搬送波強度記憶部が記憶する搬送波の強度の最大値に関連付けられた位置を、道路の延在方向におけるビーコン位置と推定する
    ことを特徴とする請求項1から請求項5の何れか1項に記載の位置特定装置。
    A carrier strength recording unit that sequentially records the strength of the carrier from the beacon in a carrier strength storage unit in association with the position where the carrier is received;
    The said beacon position acquisition part estimates the position linked | related with the maximum value of the intensity | strength of the carrier wave which the said carrier wave intensity | strength memory | storage part memorize | stores as a beacon position in the extension direction of a road. The position specifying device according to any one of 5.
  8. 前記ビーコン位置取得部は、前記搬送波強度記憶部が記憶する搬送波の強度の最大値と、道路の延在方向に直交する方向におけるビーコン位置と搬送波の強度関係とに基づいて、道路の延在方向に直交する方向におけるビーコン位置を推定する
    ことを特徴とする請求項7に記載の位置特定装置。
    The beacon position acquisition unit is based on the maximum value of the carrier strength stored in the carrier strength storage unit and the strength relationship between the beacon position and the carrier in the direction orthogonal to the road extension direction. The position identifying device according to claim 7, wherein a beacon position in a direction orthogonal to the position is estimated.
  9. 自装置が存在する位置を特定する位置特定装置を用いた位置特定方法であって、
    位置推定部は、自装置の位置を推定し、
    ビーコン位置取得部は、信号を乗せた搬送波を射出するビーコンから受信した信号に基づいて、当該ビーコンが設置された位置または当該ビーコンによる搬送波の照射範囲内において電波強度が最も強い位置であるビーコン位置を取得し、
    位置特定部は、ビーコンによる搬送波の照射範囲が狭いほど大きい値を示す重み値を、前記ビーコン位置取得部が取得したビーコン位置の重みとして、前記位置推定部が推定した位置である推定位置と前記ビーコン位置との加重平均が示す位置を算出し、当該位置を自装置の位置として特定する
    ことを特徴とする位置特定方法。
    A position specifying method using a position specifying device for specifying a position where the own device exists,
    The position estimation unit estimates the position of the own device,
    Based on a signal received from a beacon that emits a carrier wave carrying a signal, the beacon position acquisition unit is a beacon position that is the position where the beacon is installed or the position where the radio wave intensity is strongest within the irradiation range of the carrier wave by the beacon. Get
    The position specifying unit uses a weight value indicating a larger value as the irradiation range of the carrier wave by the beacon is narrower as a weight of the beacon position acquired by the beacon position acquisition unit, and the estimated position which is the position estimated by the position estimation unit and the position A position specifying method comprising calculating a position indicated by a weighted average with a beacon position and specifying the position as a position of the own device.
  10. 自装置が存在する位置を特定する位置特定装置を、
    自装置の位置を推定する位置推定部、
    信号を乗せた搬送波を射出するビーコンから受信した信号に基づいて、当該ビーコンが設置された位置または当該ビーコンによる搬送波の照射範囲内において電波強度が最も強い位置であるビーコン位置を取得するビーコン位置取得部、
    ビーコンによる搬送波の照射範囲が狭いほど大きい値を示す重み値を、前記ビーコン位置取得部が取得したビーコン位置の重みとして、前記位置推定部が推定した位置である推定位置と前記ビーコン位置との加重平均が示す位置を算出し、当該位置を自装置の位置として特定する位置特定部
    として機能させるためのプログラム。
    A position specifying device that specifies the position where the own device exists,
    A position estimation unit for estimating the position of the own device,
    Based on a signal received from a beacon that emits a carrier wave carrying a signal, a beacon position acquisition that acquires the position where the beacon is installed or the position where the radio wave intensity is strongest within the irradiation range of the carrier wave by the beacon Part,
    The weight of the beacon position estimated by the position estimation unit as a weight of the beacon position acquired by the beacon position acquisition unit is a weight value that indicates a larger value as the irradiation range of the carrier wave by the beacon is narrower. A program for calculating a position indicated by an average and for causing the position to function as a position specifying unit for specifying the position as the position of the own device.
JP2011210715A 2011-09-27 2011-09-27 Position specifying device, position specifying method, and program Active JP5871536B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011210715A JP5871536B2 (en) 2011-09-27 2011-09-27 Position specifying device, position specifying method, and program

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011210715A JP5871536B2 (en) 2011-09-27 2011-09-27 Position specifying device, position specifying method, and program
SG2014008700A SG2014008700A (en) 2011-09-27 2012-09-25 Location identification device, location identification method, and program
PCT/JP2012/074532 WO2013047503A1 (en) 2011-09-27 2012-09-25 Location identification device, location identification method, and program
TW101135368A TWI486614B (en) 2011-09-27 2012-09-26 Location identification apparatus, location identification method, and program therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013073338A JP2013073338A (en) 2013-04-22
JP5871536B2 true JP5871536B2 (en) 2016-03-01

Family

ID=47995535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011210715A Active JP5871536B2 (en) 2011-09-27 2011-09-27 Position specifying device, position specifying method, and program

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5871536B2 (en)
SG (1) SG2014008700A (en)
TW (1) TWI486614B (en)
WO (1) WO2013047503A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6610035B2 (en) * 2015-07-01 2019-11-27 トヨタ自動車株式会社 Location information provision system
WO2019123558A1 (en) * 2017-12-20 2019-06-27 株式会社日立製作所 Self-position estimation system
WO2020226071A1 (en) * 2019-05-08 2020-11-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 Vehicle position detection device, and parameter set creation device for vehicle position detection

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06109827A (en) * 1991-03-20 1994-04-22 Mazda Motor Corp Position detecting apparatus
JP2001305210A (en) * 2000-04-25 2001-10-31 Matsushita Electric Works Ltd Position detection device
US6420999B1 (en) * 2000-10-26 2002-07-16 Qualcomm, Inc. Method and apparatus for determining an error estimate in a hybrid position determination system
CN1926790A (en) * 2004-03-03 2007-03-07 日本电气株式会社 Positioning system, positioning method, and program thereof
JP2009162582A (en) * 2007-12-28 2009-07-23 Sumitomo Electric Ind Ltd Position specification device and method, and computer program
JP2010203959A (en) * 2009-03-04 2010-09-16 Seiko Epson Corp Initial position determining method, and method and device for position calculation
JP5306028B2 (en) * 2009-04-08 2013-10-02 三菱電機株式会社 Moving body presence determination device and safe driving support system using the same

Also Published As

Publication number Publication date
TWI486614B (en) 2015-06-01
SG2014008700A (en) 2014-04-28
TW201326868A (en) 2013-07-01
WO2013047503A1 (en) 2013-04-04
JP2013073338A (en) 2013-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190051066A1 (en) Systems and methods for monitoring and reporting road quality
US9360323B2 (en) Systems and methods for estimating movements of a vehicle using a mobile device
CN106461402B (en) For determining the method and system of the position relative to numerical map
KR101755944B1 (en) Autonomous driving method and system for determing position of car graft on gps, uwb and v2x
JP2016180980A (en) Information processing device, program, and map data updating system
JP6260114B2 (en) Traveling route information generation device
US10551201B2 (en) Moving body control method, moving body, and moving body control system
JP5314502B2 (en) Vehicle position measuring device and vehicle position measuring method
JP2006242911A (en) Position detector
CN106441354B (en) The method and apparatus for assessing the operation of onboard navigation system for using lateral shift data
US9307369B2 (en) Wireless position detection apparatus and storage medium
US9378558B2 (en) Self-position and self-orientation based on externally received position information, sensor data, and markers
US10514696B2 (en) Navigation driving metric
JP5871536B2 (en) Position specifying device, position specifying method, and program
JP2005300415A (en) Correction device
CN104677361A (en) Comprehensive positioning method
US20200124422A1 (en) Localization using dynamic landmarks
WO2014129501A1 (en) Passage detection system, passage detection method, passage detection device, program, and recording medium
JP2018109818A (en) Information processing system and information processing method
CN107764273B (en) Vehicle navigation positioning method and system
CN109710594B (en) Map data validity judging method and device and readable storage medium
JP6928306B2 (en) Magnetic marker construction method and work system
WO2018212290A1 (en) Information processing device, control method, program and storage medium
US20200186965A1 (en) Method, apparatus, and computer program product for determining sensor orientation
JP2018109817A (en) Information processing system and information processing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140925

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150924

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151124

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20151125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151215

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160112

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5871536

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350