JP6786380B2 - 位置測位システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば、衛星航法（GNSS：Global Navigation Satellite System）において、高精度な測位が可能なRTK（Real Time Kinematic）法などに適用できる位置測位システムに関する。

従来、高精度な測位を比較的簡単に実現する技術としてRTK法が知られている。このRTK法を用いたRTK-GNSS測位においては、GNSS受信器を２台使用して、衛星からの信号を固定局（基地局）と移動局とで受信する。１つ目のGNSS受信器は、緯度及び経度という絶対位置を割り出した場所（絶対位置の座標が既知である点）に固定する基地局として配置する。基地局では、当該基地局の位置情報、基準局で取得した情報（衛星受信機間距離等）等の補正情報を２つ目の受信器である移動局に無線通信等により伝達する。移動局においては、基地局から取得した補正情報に基づいて、測位衛星から受信した情報を補正することにより、より高い精度の位置情報を取得することができる。

さて、GPS（Global Positioning System）における位置検出装置に関する技術として、特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示された位置検出装置は、計測点に立設された支柱の上端部に水平保持手段を介して受信アンテナを取り付け、支柱の傾斜角および傾斜方向を検出する支柱傾斜検出手段を設け、この傾斜検出手段の検出信号に基づいて受信アンテナと計測点の位置ズレを演算した位置補正値により、受信アンテナによるＧＰＳ計測値を補正するように構成したことを特徴とする。この位置検出装置によると、ＧＰＳによる位置検出装置を設置した場合に、支柱が傾斜しても正確に位置を計測することができる。

特開平０９−０６１５１０号公報

上述したように、RTK-GNSS測位においては、補正情報を基地局から移動局に送信することによって、移動局側で正確な位置を補正することができるシステムである。そのため、仮に基地局の実際の位置と、絶対位置とがズレた場合には、補正情報自体に誤りが生じることになる。一方、特許文献１では、支柱の傾斜角が傾くことによって受信アンテナと計測点とが位置ズレをした場合でも正確に位置を求めることができるため、例えば、RTK-GNSS測位に適用した場合は、絶対位置を正確に求める際などに有用である。しかしながら、特許文献１をRTK-GNSS測位に適用した場合であっても、基地局の実際の位置と絶対位置とがズレによる補正情報などに関する対策は必要である。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、基準位置に対する衛星測位装置の位置ズレが生じた場合でも基地局などに適用することができる位置測位システムを提供することを目的とする。

この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
位置測位システムは、位置に関する情報の処理を行う処理部を有し、且つ地上に設定された基準位置に設置された衛星測位装置と、走行可能な作業機に設けられ且つ、前記処理部で前記情報を処理することで得られた補正情報を取得し且つ、取得した補正情報に基づいて前記作業機の位置を求める測位検出装置と、前記基準位置に対する前記衛星測位装置の位置ズレを検出するズレ検出装置と、前記ズレ検出装置が前記位置ズレを検出した場合に、前記補正情報を前記作業機に出力することを停止する第１処理装置と、を備えている。

位置測位システムは、位置に関する情報の処理を行う処理部を有し、且つ地上に設定された基準位置に設置された衛星測位装置と、走行可能な作業機に設けられ且つ、前記処理部で前記情報を処理することで得られた補正情報を取得し且つ、取得した補正情報に基づいて前記作業機の位置を求める測位検出装置と、前記基準位置に対する前記衛星測位装置の位置ズレを検出するズレ検出装置と、前記ズレ検出装置が前記位置ズレを検出した場合に、前記位置ズレを検出したことを前記作業機に報知する第２処理装置と、を備えている。
前記衛星測位装置は、前記処理部を収容する筐体と、前記筐体を設置する天板と、前記天板から延設された脚部とを有し、前記ズレ検出装置は、一端側が前記天板又は前記筐体に離脱可能に取り付けられ且つ他端側が前記地上側に取付けられた索体と、前記索体の離脱を検出することで前記位置ズレを検出する離脱検出部と、を有している。

前記衛星測位装置は、前記処理部を収容する筐体と、前記筐体を設置する天板と、前記天板から延設された脚部とを有し、前記ズレ検出装置は、前記天板又は前記筐体の変位を検出する変位検出部と、前記変位検出部で検出された変位量が所定以上である場合に前記位置ズレが発生したとして判断する変位判断部と、を有している。
前記衛星測位装置は、前記処理部を収容する筐体と、前記筐体を設置する天板と、前記天板から延設された脚部とを有し、前記ズレ検出装置は、前記天板又は地面側に向けて検出光を照射する照射部と、前記天板又は地面側から反射した検出光を受光する受光部と、前記受光部が検出光を検出しなかった場合に前記位置ズレが発生したとして判断する受光判断部と、を有している。

前記衛星測位装置は、前記処理部を収容する筐体と、前記筐体を設置する天板と、前記天板から延設された脚部とを有し、前記ズレ検出装置は、前記天板又は地面側に向けて検出光を照射する照射部と、前記天板又は地面側からの検出光を受光する受光部と、前記受光部が検出光を検出しなかった場合に前記位置ズレが発生したとして判断する受光判断部と、を有している。

前記衛星測位装置は、前記補正情報を前記作業機に送信する送信部とを有し、前記第１処理部は、前記筐体に設けられ且つ前記送信部に電力を供給する電力供給ラインであり、前記離脱検出部は、前記電力供給ライン上に設けられ且つ前記索体を着脱自在に保持可能な保持体であって、前記索体を保持している状態では当該電力供給ラインの通電を行い、前記索体が離脱して保持していない状態では当該電力供給ラインの電力の通電を遮断する保持体である。

本発明によれば、基準位置に対する衛星測位装置の位置ズレが生じた場合でも基地局などに適用することができる。

本発明の実施の形態におけるトラクタ及び測位検出装置のブロック図を示す図である。 トラクタの自動走行のルートの一例を示す図である。 図２の作業場（圃場等）を複数備えた大規模圃場の一例を示す図である。 基地局の構成および使用手順の一例を示す図（その１）である。 基地局の構成および使用手順の一例を示す図（その２）である。 基地局における衛星測位装置のブロック図を示す図である。 基地局の使用態様の一例を示す図（その１）である。 基地局の使用態様の一例を示す図（その２）である。 本発明の実施の形態の第１の変形例に係る基地局における衛星測位装置のブロック図を示す図である。 本発明の実施の形態の第２の変形例に係る基地局における衛星測位装置のブロック図を示す図である。 本発明の実施の形態の第２の変形例に係る基地局を示す図である。 本発明の実施の形態の第３の変形例に係る基地局における衛星測位装置のブロック図を示す図である。 本発明の実施の形態の第３の変形例に係る基地局を示す図である。 トラクタに作業装置を連結した全体図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の位置測位システムは、衛星航法、特に、高精度な測位が可能なRTK法を用いたRTK-GNSS測位によって、作業機の位置、方位等を検出する装置である。なお、位置測位システムでは、RTK-GNSS測位とその他のセンサ（慣性検出センサ）等を組み合わせて位置・方位を検出してもよい。

作業機は、トラクタ、コンバイン、田植機等の農業機械、バックホー、ローダ等の建設機械である。上述したように、このRTK-GNSS測位においては、GNSS受信器を２台使用して、衛星からの信号を基地局（以下における衛星測位装置１００）と移動局（以下における作業機の一例であるトラクタ１に取り付けられた測位検出装置２０）とで受信する。１つ目のGNSS受信器（衛星測位装置１００）は、緯度及び経度で示される基準位置ＢＰ(Base Point)）に三脚等で固定する基地局として配置する。基準位置は、地球上の絶対位置であっても、オペレータ等が入力した入力位置情報であってもよい。

基地局では、当該基地局の位置情報（基準位置）、衛星測位装置１００が測位衛星の衛星信号によって求めた情報（衛星受信機間距離等）等を含む補正情報を２つ目の受信器である移動局（測位検出装置２０）に無線通信により伝達する。移動局においては、基地局から取得した補正情報に基づいて、測位衛星から受信した情報を補正して、より高い精度の位置情報を取得する。

以下、トラクタを例にとり、測位検出装置（２つ目のGNSS受信器である移動局）等を含めて説明する。
図１は、トラクタ及び測位検出装置のブロック図を示している。また、図１０は、トラクタの全体側面図であって、作業装置を連結した図を示す図である。説明の便宜上、運転席８に着座した運転者の前側（図１０の左側）を前方、運転者の後側（図１０の右側）を後方、運転者の左側（図１０の手前側）を左方、運転者の右側（図１０の奥側）を右方として説明する。

図１０に示すように、トラクタ１は、車輪を有する走行可能な車両（車体）２と、ディーゼルエンジン（エンジン）等の原動機３と、変速を行う変速装置４とを備えている。原動機３は、モータであっても、モータ及びエンジンの両方であってもよい。車体２の後部には、３点リンク機構５が昇降可能に設けられている。３点リンク機構５には、作業装置６が着脱自在である。作業装置６には、ＰＴＯ軸を介して原動機３からの動力が伝達される。作業装置６は、耕耘する耕耘装置、肥料を散布する肥料散布装置、農薬を散布する農薬散布装置、収穫を行う収穫装置等である。なお、図１０では、肥料散布装置を取り付けた例を示している。作業装置６は、上述したものに限定されず、どのようなものであってもよい。

原動機３の後方には、キャビン７が設けられている。キャビン７内には、運転席８が設けられている。キャビン７の天板には、測位検出装置２０が設けられている。即ち、測位検出装置２０は、キャビン７を介して作業装置６を備えた車体２に取り付けられている。なお、測位検出装置２０は、作業装置６に取り付けられていてもよい。
図１に示すように、トラクタ１は、複数の機器１０が搭載されている。この機器１０は、トラクタ１を構成する機器であって、例えば、検出装置１０ａ、スイッチ装置１０ｂ、表示装置１０ｃ、制御装置１０ｄ、入出力装置１０ｅである。検出装置１０ａは、トラクタ１の作動状態を検出する装置であって、アクセルペダルセンサ、シフトレバー検出センサ、クランク位置センサ、燃料センサ、水温センサ、エンジン回転センサ、操舵角センサ、油温センサ、車軸回転センサ等である。スイッチ装置１０ｂは、切換を行う装置であって、イグニッションスイッチ、駐車ブレーキスイッチ、ＰＴＯスイッチ等である。表示装置１０ｃは、トラクタ１に関する様々な事項を表示する装置であって、液晶等で構成された液晶型表示装置である。制御装置１０ｄは、トラクタを制御する装置であって、ＣＰＵ等である。入出力装置１０ｅは、トラクタ１の内部のデータを当該トラクタ１の外部に出力したり、トラクタ１の外部のデータをトラクタ１の内部に入力する装置であって、例えば、無線又は有線によってデータを送受信する通信装置である。

複数の機器１０は、ＣＡＮ、ＬＩＮ、ＦｌｅｘＲａｙなどの車載ネットワークＮ１で接続されている。車両用通信ネットワークＮ１には、検出装置１０ａで検出された検出信号、スイッチ装置の切換を示すスイッチ信号、制御装置の制御によってトラクタ１の稼働する稼働部（例えば、エンジン、電磁弁、ポンプ等）を動作させるための指令信号（制御信号）等が出力される。

制御装置１０ｄは、第１制御装置１０ｄ１と、第２制御装置１０ｄ２と、第３制御装置１０ｄ３とを含んでいる。第１制御装置１０ｄ１は、トラクタ１の全体を制御する装置である。第１制御装置１０ｄ１には、検出装置１０ａが検出した検出値［例えば、アクセルペダルの操作量、シフトレバーの操作時のシフトレバー位置（変速段）、エンジン回転数、変速段、油温、クランク位置、カム位置等］が入力される。第１制御装置１０ｄ１は、アクセルペダルの操作量に基づいてエンジンが所定の回転数になるように、第２制御装置１０ｄ２に制御指令を出力すると共に、シフトレバー位置に基づいて変速装置４を制御（変速制御）する。また、第１制御装置１０ｄ１は、操作部材からの入力に基づいて３点リンク機構５の昇降を制御する（昇降制御）。

第２制御装置１０ｄ２は、主にエンジン３を制御する装置である。第２制御装置１０ｄ２は、アクセルペダルの操作量、クランク位置、カム位置等の入力に基づいて、インジェクタ、コモンレール、サプライポンプ等を制御する。なお、第２制御装置１０ｄ２におけるエンジン制御では、例えば、インジェクタの制御では燃料噴射量、噴射時期、燃料噴射率が設定され、サプライポンプやコモンレールの制御では燃料噴射圧が設定される。
第３制御装置１０ｄ３は、トラクタ１の自動走行を制御する装置である。第３制御装置１０ｄ３は、測位検出装置２０で検出された様々な情報に基づいて、車体２の向きを変更可能な操舵装置（ステアリング）１５等を制御し、自動走行を行う。

トラクタ１の自動走行について説明する。トラクタ１の自動走行を行うにあたって、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、スマートフォン（多機能携帯電話）、タブレット等のコンピュータを用いて、トラクタ１の自動走行のルートの設定を行う。
図２は、トラクタの自動走行のルートの一例を示している。自動走行のルートの設定、即ち、走行計画の設定にあたっては、図２に示すように、コンピュータの表示部に、トラクタ１で作業を行う作業場（圃場等）Ｆを表示する。コンピュータの表示部に表示された作業場Ｆにトラクタ１の自動走行のルートＲを設定する。例えば、作業場Ｆにおいて、トラクタ１の走行開始位置Ｐ１、走行終了位置Ｐ２、走行開始位置Ｐ１から走行終了位置Ｐ２に至るまでのルートＲをコンピュータのインターフェース等を用いて設定する。図２に示したルートＲでは、トラクタ１を直進させる直進部Ｒ１と、トラクタ１を旋回させる旋回部Ｒ２とを含んでいる。ルートの設定において、表示部状の作業場Ｆは、走行開始位置Ｐ１、走行終了位置Ｐ２、直進部Ｒ１及び旋回部Ｒ２は、位置（緯度、経度）と関連付けられており、少なくとも、走行開始位置Ｐ１、走行終了位置Ｐ２、直進部Ｒ１及び旋回部Ｒ２に対応する位置を、コンピュータの表示部で決定することで、自動走行のルートを設定することができる。なお、自動走行のルートの設定において、ルートを所定の区間に区切り、各区間において、前進であるか後進であるかを割り当ててもよい。なお、図２に示した自動走行のルートの設定は一例であり、当然の如く限定されない。また、自動走行のルートの設定は、トラクタ１に搭載した機器で行ってもよく、上述したコンピュータに限定されない。

第３制御装置１０ｄ３には、トラクタの自動走行に関する情報（自動走行情報という）が記憶されている。例えば、コンピュータで設定時の自動走行情報を無線又は有線によって、トラクタ１の入出力装置１０ｅに送信する。そして、入出力装置１０ｅが受信した自動走行情報を第３制御装置１０ｄ３に書き込むことによって、当該第３制御装置１０ｄ３は自動走行情報を記憶することができる。第３制御装置１０ｄ３には、自動走行情報として、例えば、走行開始位置Ｐ１、走行終了位置Ｐ２、直進部Ｒ１及び旋回部Ｒ２等の位置が記憶されている。なお、上述したように、ルートの設定において、トラクタ１の進行方向（前進、後進）の区間が割り当てられている場合には、位置に合わせて、前進、後進を、自動走行情報として第３制御装置１０ｄ３に記憶させてもよい。

第３制御装置１０ｄ３は、トラクタ１の自動走行を行う際、第３制御装置１０ｄ３は自動走行情報で示された位置（目標位置）を参照し、測位検出装置２０で検出された位置（検出位置）と、自動走行情報で示された位置（目標位置）とが一致するように、操舵装置１５を制御する。例えば、目標位置と検出位置とが一致している場合で、トラクタ１がルートＲで示された直進部Ｒ１を走行している場合は、第３制御装置１０ｄ３は、操舵装置１５による操舵角を零に維持する。また、目標位置と検出位置とが一致している場合で、トラクタ１がルートＲで示された旋回部Ｒ２を走行している場合は、第３制御装置１０ｄ３は、操舵装置１５による操舵角を旋回部Ｒ２で示された角度に一致させる。また、第３制御装置１０ｄ３は、検出位置と、目標位置とに所定以上のズレがある場合には、両者を一致するように、第３制御装置１０ｄ３は、操舵装置１５をズレが無くなる方に制御して、トラクタ１の走行位置を補正する。なお、第３制御装置１０ｄ３は、自動走行のルート上において、前進、後進を行うことが示されている場合、第３制御装置１０ｄ３は、変速装置４を制御して、トラクタ１の前進、又は、後進を切り換える。

第３制御装置１０ｄ３は、走行情報を測位検出装置２０に出力する。例えば、第３制御装置１０ｄ３は、走行情報として、現在のトラクタ１の走行状態であって、直進（前進、後進）、旋回、停止等を測位検出装置２０に出力する。第３制御装置１０ｄ３は、ルートＲ通りの走行を行っている場合は、自動走行情報に基づいて当該ルートＲで示された情報を出力する。例えば、第３制御装置１０ｄ３は、直進部Ｒ１に沿ってトラクタ１が前進又は後進している場合は、前進又は後進しているという走行情報を測位検出装置２０に出力する。第３制御装置１０ｄ３は、前進、後進の代わりに、直進という走行情報を測位検出装置２０に出力してもよい。また、第３制御装置１０ｄ３は、旋回部Ｒ２に沿ってトラクタ１が旋回している場合は、旋回しているという走行情報を測位検出装置２０に出力する。また、第３制御装置１０ｄ３は、トラクタ１が自動走行で停止している場合は、停止しているという走行情報を測位検出装置２０に出力する。

なお、トラクタ１が予め設定されたルートＲから大幅に外れて走行している場合は、第３制御装置１０ｄ３は、変速装置４の作動情報（前進、後進）又は操舵装置１５の作動情報（操舵角）等に基づいて、現在のトラクタ１の走行状態を測位検出装置２０に出力してもよい。また、第３制御装置１０ｄ３は、走行情報として、自動走行情報等を測位検出装置２０に出力する。第３制御装置１０ｄ３は、走行情報を第１制御装置１０ｄ１、第２制御装置１０ｄ２に出力してもよい。また、作業場（圃場）Ｆで自動走行時にトラクタ１の測位情報を求めるにあたって、GNSS-RTK測位に加えて、慣性航法(INS:Inertial Navigation System)によって、作業機の位置、方位等を求めても良い。

以上のように、第１制御装置１０ｄ１、第２制御装置１０ｄ２及び第３制御装置１０ｄ３によって、トラクタ１の走行系の制御、作業系の制御を行うことができる。なお、トラクタ１の走行系及び作業系の制御は、上述したものに限定されない。
次に、測位検出装置２０について説明する。
測位検出装置２０は、RTK-GNSS測位技術における移動局として機能することにより、少なくともトラクタ１の位置（緯度、経度等）、方位（方位角）を、高精度に検出可能な装置である。図１に示すように、測位検出装置２０は、第１取得部２１と、第２取得部２２と、演算部３１とを有している。

第１取得部２１、第２取得部２２及び演算部３１は、測位検出装置２０に設けられた電子・電気部品、プログラム等から構成されている。第１取得部２１は、測位検出装置２０が受信したＧＰＳ等の測位衛星２４からの衛星信号を取得可能である。第２取得部２２は、（後述するRTK-GNSS測位における基地局である衛星測位装置１００から無線送信される）補正情報を取得可能である。なお、これらに加えて、走行情報を取得可能な第３取得部を設けて、例えば、トラクタ１が自動走行を行う場合等に、走行情報として、車体２の直進（前進、後進）、車体２の旋回、車体２の停止を取得するようにしても良い。

したがって、測位検出装置２０は、トラクタ１の走行時において、少なくとも、ＧＰＳ衛星等からの衛星信号及び基地局である衛星測位装置１００から無線送信される補正情報を取得することが可能である。
演算部３１は、第１取得部２１で得られた測位情報及び第２取得部２２で得られた補正情報を用いて、車体２の位置等を、測位衛星から受信した測位情報を補正情報により補正して、高精度の位置情報を検出する。ここで、第１取得部２１が取得する測位情報は、例えば、測位衛星に一例であるＧＰＳ衛星等から送信された衛星信号（ＧＮＳＳデータ）であるが、測位衛星はＧＰＳ衛星に限定されず、ＧＬＯＮＡＳＳ衛星であっても、その他の衛星であってもよい。なお、本実施の形態において適用するRTK-GNSS測位技術は、一般的な公知の技術を採用することができる。

したがって、測位検出装置２０は、トラクタ１の走行有無に関わらず（走行状態に関係なく）、RTK-GNSS測位情報（位置、速度、方位）を演算する。
さて、図１に示すように、測位検出装置２０は、測位情報（RTK-GNSS測位情報）を外部に出力する出力部３４を有している。出力部３４は、トラクタ１の車載ネットワークＮ１に接続されていて、演算部３１が演算して取得した測位情報を、第３制御装置１０ｄ３に出力する。

次に、衛星測位装置１００について説明する。
衛星測位装置１００は、RTK-GNSS測位技術における基地局を構成可能な装置である。図３に示すように、衛星測位装置１００は、トラクタ１で作業を行う作業場（圃場等）Ｆごとに、地面ＧＬに設定された基準位置ＢＰの中の任意の基準位置ＢＰに三脚等で設置される。

図５に示すように、衛星測位装置１００は、処理部１１０と、記憶部１２０と、送信部１５０と、電源１６０とを備えている。処理部１１０、記憶部１２０及び送信部１５０は、電子・電気部品、プログラム等から構成されている。電源１６０は、電力を蓄電するバッテリ、電力ケーブルに接続された商用電源、太陽光により発電する太陽電池等で構成されている。この実施形態では、電源１６０は、バッテリであるとして説明を進める。

処理部１１０及び送信部１５０は、バッテリ等から構成された電源１６０から供給された電力によって作動する。処理部１１０は、少なくとも位置に関する処理を行うもので、基地局として動作する基地局モードと、移動局として動作する移動局モードとを有している。処理部１１０は、例えば、基地局モードである場合には、補正情報（基地局の位置情報（基準位置）、基準局で取得した衛星受信機間距離等の情報）の取得又は演算を行う。また、処理部１１０は、移動局モードである場合には、例えばVRS（仮想基準点方式：Virtual Reference Station）測位技術を用いて基準位置を測定する。なお、移動局モードである場合には、VRS測位技術による測位とは別に、入力インタフェース等による位置情報の入力の受付を行い、入力インタフェースで入力された位置情報（入力位置情報）を基準位置としてもよいし、その他の測位衛星の測位による位置情報を基準位置として取得してもよい。

記憶部１２０は、予め処理部１１０の処理によって測定した基準位置ＢＰを記憶している。送信部１５０は、電源１６０からの電力が供給されている状態において、処理部１１０で求めた位置に関する情報（補正情報）を外部（移動局）、即ち、測位検出装置２０へ送信する。なお、電源１６０は、電力を蓄電するバッテリ、電力ケーブルに接続された商用電源、太陽光により発電する太陽電池等である。

図４Ａに示すように、衛星測位装置１００は、筐体５１と、天板５２と、脚部５３とを有する。筐体５１は、処理部１１０、記憶部１２０、送信部１５０及び電源１６０等を収容している。天板５２は、少なくとも筐体５１を設置する部材である。具体的には、天板５２の上面には、設置台５２ａが取り付けられ、設置台５２ａに筐体５１が嵌め込まれている。なお、天板５２と設置台５２ａとを一体化してもよい。即ち、天板５２が設置台５２ａを含むものであってもよい。

脚部５３は、天板５２から延設された部材である。具体的には、天板５２の下面側には、複数の脚部（３本の脚部）５３を備えた三脚が取り付けられている。図４Ａに示すように、絶対位置の座標（緯度及び経度）が既知である基準位置ＢＰの周囲に複数の脚部５３を立脚させ、当該基準位置ＢＰの上方に筐体５１を位置させることにより、衛星測位装置１００を基準位置ＢＰに設置することができる。なお、本発明に係る位置測位システムにおいてはこのような三脚に限定されるものではない。

図５に示すように、衛星測位装置１００は、ズレ検出装置１７０を備えている。ズレ検出装置１７０は、基準位置ＢＰに対する衛星測位装置の位置ズレを検出する。
ズレ検出装置１７０は、基準位置ＢＰに対する衛星測位装置１００の位置ズレを機械的に検出する装置である。図４Ａ、図４Ｂ、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、ズレ検出装置１７０は、索体１７１と、離脱検出部１７２とを有している。索体１７１は、紐、鎖、ロープ、ワイヤ等であって、一端側が天板５２又は筐体５１に取付けられ、他端側が地上側（地面ＧＬ側）に取付けられる。索体１７１の一端側、即ち、天板５２又は筐体５１に取付けられる側には、電流を流す導電部が設けられている。衛星測位装置１００の位置が（作業機の自動運転に不具合が発生する程度）ズレたときに天板５２又は筐体５１から離脱する長さを備えている。例えば、索体１７１の長さは、基準位置ＢＰから離脱検出部１７２までの鉛直長さ以上に設定されている、
なお、本発明で示す索体１７１は、天板５２又は筐体５１に直接取り付けられる態様だけでなく、天板５２又は筐体５１に設けられた部材を介して間接的に天板５２又は筐体５１に取付けられる態様も含む。この実施形態では、索体１７１の一端側は、筐体５１に収容された離脱検出部１７２に取付けられている。以下、索体１７１は、筐体５１（離脱検出部１７２）に取付けられていることとして説明を続ける。

離脱検出部１７２は、筐体５１に取付けられた索体１７１が当該筐体５１から離脱した場合に、衛星測位装置１００の位置ズレを検出する。具体的には、図６に示すように、索体１７１は、電力を供給する電力供給ライン１８１に設けられた離脱検出部１７２に接続され、当該離脱検出部１７２は索体１７１が離脱した場合に位置ズレを検出する。電力供給ライン１８１は、筐体５１に内蔵されている。電力供給ライン１８１は、少なくとも筐体５１に設けられ且つ位置に関する情報を外部（移動局）へ送信する送信部１５０に電力を供給するラインである。電力供給ライン１８１は、例えば、直流の電源１６０の正極側出力端子に接続された正極ライン１８２と、負極側出力端子に接続された負極ライン１８３とを含んでいる。正極ライン１８２及び負極ライン１８３は、直流の電源１６０及び送信部１５０に接続されている。

離脱検出部１７２は、電力供給ライン１８１上に設けられ且つ索体１７１を着脱自在に保持可能な保持体１７３を備える。例えば、保持体１７３は、導電性であって、正極ライン１８２に設けられている。保持体１７３は、索体１７１を挟持（挟み込んで保持）することができるともに、索体１７１が下方に引っ張られた際にその挟持が開放される程度の弾性及び形状を備える。保持体１７３は、索体１７１を保持している状態では電力供給ライン１８１の通電を行い、索体１７１が離脱して保持していない状態（地上側（地面ＧＬ側）は固定されているので位置ズレが発生すると索体１７１が引っ張られて保持体１７３から抜け落ちた状態）では電力供給ライン１８１の通電を遮断する。なお、保持体１７３は、負極ライン１８３の途中に設けられていてもよい。

図５に示すように、衛星測位装置１００は、第１処理装置１８０を備えている。第１処理装置１８０は、ズレ検出装置１７０が位置ズレを検出した場合に、位置に関する情報（補正情報）を外部に出力することを停止する。第１処理装置１８０は、送信部１５０に電力を供給する電力供給ライン１８１である。
次に、第１処理装置１８０、即ち、電力供給ライン１８１における補正情報の停止について、衛星測位装置１００の設置と共に詳しく説明する。

図４Ａ及び図６Ａに示すように、衛星測位装置１００を基準位置ＢＰに設置した際、索体１７１の一端側（上端）を保持体１７３に接続する。保持体１７３に索体１７１の一端側（上端）を接続した状態では、電力供給ライン１８１、即ち、第１処理装置１８０によって、電源１６０から送信部１５０へ通電されて、送信部１５０は位置に関する情報（補正情報）を外部（移動局）へ送信することができる。すなわち、索体１７１の一端側が保持体１７３により保持されている限り、電力供給ライン１８１により閉回路を形成できるので電源１６０から送信部１５０へ通電される。

図４Ｂ及び図６Ｂに示すように、衛星測位装置１００の位置が所定以上ズレると、地上側（地面ＧＬ側）は固定された索体１７１が引っ張られて、索体１７１の上端が保持体１７３から抜け落ちる。この状態では、索体１７１により、電力供給ライン１８１から送信部１５０へ向けての通電が遮断されて、送信部１５０は位置に関する情報（補正情報）を外部（移動局）へ送信することができなくなる。すなわち、索体１７１の一端側が保持体１７３から離脱して保持されなくなると、電力供給ライン１８１により閉回路が開回路に移行するので電源１６０から送信部１５０へ通電されなくなる。

これにより、移動局であるトラクタ１の測位検出装置２０は、補正情報を受信することができなくなる。トラクタ１の自動運転プログラムにおいて、補正情報に基づく位置情報の取得をトラクタ１の自動運転のインターロックとして機能させておくことにより、補正情報に基づく位置情報を取得できなくなると、自動運転を停止させることができる。その結果、正しい補正情報が送信されていないことに基づいた対応（自動運転の停止等）を自動的に取ることができる。

さて、図５に示すように、衛星測位装置１００は、第２処理装置１９０を備えていてもよい。なお、衛星測位装置１００において、第１処理装置１８０及び第２処理装置１９０の両方を備えていてもよいが、第１処理装置１８０及び第２処理装置１９０のどちらか一方を備えていてもよい。
第２処理装置１９０は、ズレ検出装置１７０が位置ズレを検出した場合に、位置ズレを検出したことを外部に報知する。第２処理装置１９０は、衛星測位装置１００に設けられた電子・電気部品、プログラム等から構成されている。具体的には、第２処理装置１９０は、パトライト（登録商標）、フラッシュライト等の警報光の発生器、警報音の発生器等を有している。

例えば、ズレ検出装置１７０が衛星測位装置１００の位置がズレたことにより送信部１５０への電力供給が遮断されたことを第２処理装置１９０が検出すると、当該第２処理装置１９０の発生器が作動し、警報光及び／又は警報音を発生させる。例えば作業を行っている作業場Ｆのトラクタ１又はトラクタ１の自動運転の監視員は、警報光、警報音を確認することができる。

これにより、基地局から離れた位置のトラクタ１の作業者や自動運転しているトラクタ１の監視員が、基地局において位置ズレが発生していることを知ることができる。その結果、正しい補正情報が送信されていないことに基づいた対応（自動運転の停止等）を取ることができる。
以上のように、位置測位システムは、ズレ検出装置１７０を備えると共に、少なくとも第１処理装置１８０及び第２処理装置１９０のいずれかを備えている。そのため、衛星測位装置１００の位置がズレた場合でも補正情報の出力の停止、位置ズレが発生したことの報知を行うことができるため、基地局として適用することができる。その結果、例えば、作業機の自動運転としての基地局として衛星測位装置１００を適用した場合、作業機（移動局）の位置情報をRTK-GNSS測位技術を用いて高精度に取得することができる。この場合において、例えば大きな面積の大規模圃場において、作業機が作業するエリア毎に設けられた基準位置（絶対位置が既知であるとして設けられる基地局の位置）から基地局の位置ズレが発生した場合、即ち、不測の事態が発生した場合でも、作業機の自動運転の不具合を防止することができる。

以下、本発明に係る位置測位システムの変形例について説明する。以下に示す変形例は、いずれも基地局を構成する衛星測位装置１００のズレ検出装置に関する。なお、ズレ検出装置以外の構成であって、上述した実施の形態と同じ構造については同じ符号を付して、説明を省略する。
［第１の変形例］
図７に示すように、位置測位システムにおけるズレ検出装置２７０は、変位検出部２７１と、変位判断部２７２とを備えている。変位検出部２７１は、天板５２又は筐体５１の変位を検出する。変位検出部２７１は、衛星測位装置１００の筐体５１に内蔵された慣性計測装置（IMU：Inertial Measurement Unit）で構成されている。変位検出部（慣性計測装置）２７０は、ジャイロセンサ及び／又は加速度計からの信号に基づいて、衛星測位装置１００（筐体５１）を基準位置ＢＰに設置した設置位置からの変位量を測定する。具体的には、筐体５１を天板５２上に設置し且つ当該衛星測位装置１００を基準位置ＢＰに設置した状態からの水平方向及び／又は垂直方向の変位量を求める。これにより、筐体５１の変位を検出することができる。なお、変位検出部２７１を、衛星測位装置１００の筐体５１に内蔵された慣性計測装置で構成しているが、天板５２に取付けた慣性計測装置で構成してもよい。変位判断部２７２は、変位検出部２７０で検出された変位量、例えば、水平方向及び／又は垂直方向の変位量が所定以上（数センチ以上）である場合に、衛星測位装置１００の位置ズレが発生したと検出する。

また、図７に示すように、第１処理装置１８０は、電力供給ライン１８１を介した送信部１５０への電力供給を通電／遮断するスイッチである。したがって、変位判断部２７２が衛星測位装置１００の位置ズレを検出していない状態では、第１処理装置（スイッチ）１８０は、送信部１５０への電力供給を通電状態に保持する。一方、変位判断部２７２が衛星測位装置１００の位置ズレを検出した状態では、第１処理装置（スイッチ）１８０は、送信部１５０への電力供給を遮断状態に保持する。

また、図７に示すように、第２処理装置１９０は、変位判断部２７２の判断結果（位置ズレの有無）を取得可能なＣＰＵ等と、発生器と有している。したがって、変位判断部２７２が衛星測位装置１００の位置ズレを検出していない状態では、第２処理装置１９０は、発生器による警報光及び／又は警報音の発生を停止している。一方、変位判断部２７２が衛星測位装置１００の位置ズレを検出した状態では、第２処理装置１９０は、発生器を作動させ、警報光及び／又は警報音を発生させる。

したがって、ズレ検出装置２７０では、衛星測位装置１００を設置位置に設置した後、当該設置位置から何らかの事情によって位置が変化した場合でも、変位検出部２７０によって衛星測位装置１００の変位を検出することができ、当該衛星測位装置１００が所定以上に設置位置から変位した場合には、補正情報の出力の停止、変位したことの報知を行うことができる。
［第２の変形例］
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、位置測位システムにおけるズレ検出装置３７０は、照射した光の反射光に基づいて位置ズレを検出する装置であり、照射部３７１と、受光部３７２と、受光判断部３７３とを備えている。照射部３７１は、天板５２に向けて検出光を照射する光源である。受光部３７２は、照射部３７１が天板５２に照射した検出光の反射光を受光する。即ち、照射部３７１及び受光部３７２は、天板５２の直下の地上に設けられている。受光判断部３７３は、筐体５１に内蔵され、受光部３７２が検出光を検出しなかった場合に衛星測位装置１００の位置ズレが発生したとして判断する。なお、受光判断部３７３は、測位検出装置２０に設けられた電子・電気部品、プログラム等から構成され、受光部３７２に無線又は有線によって接続されている。

第１の変形例と同様に、第１処理装置１８０は、電力供給ライン１８１を介した送信部１５０への電力供給を通電／遮断するスイッチである。したがって、受光判断部３７３が衛星測位装置１００の位置ズレを検出していない状態では、第１処理装置（スイッチ）１８０は、送信部１５０への電力供給を通電状態に保持する。一方、受光判断部３７３が衛星測位装置１００の位置ズレを検出した状態では、第１処理装置（スイッチ）１８０は、送信部１５０への電力供給を遮断状態に保持する。

第１の変形例と同様に、第２処理装置１９０は、受光判断部３７３の判断結果（位置ズレの有無）を取得可能なＣＰＵ等と、発生器と有している。したがって、受光判断部３７３が衛星測位装置１００の位置ズレを検出していない状態では、第２処理装置１９０は、発生器による警報光及び／又は警報音の発生を停止している。一方、受光判断部３７３が衛星測位装置１００の位置ズレを検出した状態では、第２処理装置１９０は、発生器を作動させ、警報光及び／又は警報音を発生させる。

なお、上述した第２の変形例では、照射部３７１及び受光部３７２を天板５２の直下の地上に設けているが、これに代え、天板５２に設けてもよい。この場合、受光部３７２は、照射部３７１が地上に照射した検出光の反射光を受光する。
したがって、ズレ検出装置３７０では、衛星測位装置１００を設置位置に設置した後、当該設置位置から何らかの事情によって転倒等の位置ズレが発生することにより、基準位置ＢＰの直上に天板５２が無くなった場合等には、補正情報の出力の停止、位置ズレが発生したことの報知を行うことができる。
［第３の変形例］
図９Ａ及び図９Ｂに示すように、衛星測位装置１００におけるズレ検出装置４７０は、照射した光に基づいて位置ズレを検出する装置であり、照射部４７１と、受光部４７２と、受光判断部４７３とを備えている。照射部４７１は、天板５２に向けて検出光を照射する光源である。受光部４７２は、照射部４７１が天板５２に照射した検出光を受光する。即ち、照射部４７１と受光部４７２とは互いに対向していて、照射部４７１は天板５２の直下の地上に設けられ、受光部４７２は天板５２に設けられている。受光判断部４７３は、筐体５１に内蔵され、受光部４７２が検出光を検出しなかった場合に衛星測位装置１００の位置ズレが発生したとして判断する。なお、受光判断部４７３は、測位検出装置２０に設けられた電子・電気部品、プログラム等から構成され、受光部４７２に無線又は有線によって接続されている。第３の変形例において、第１処理装置１８０、第２処理装置１９０は、第２の変形例と同様の構成である。

なお、上述した第３の変形例では、照射部４７１を地上、受光部４７２を天板５２に設けているが、照射部４７１と受光部４７２とを反対に設けてもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

５１ 筐体
５２ 天板
５３ 脚部
１００ 衛星測位装置
１１０ 処理部
１２０ 記憶部
１５０ 送信部
１７１ 索体
１７２ 離脱検出部
１７３ 保持体
１８０ 第１処理装置
１８１ 電力供給ライン
１９０ 第２処理装置
１７０、２７０、３７０、４７０ ズレ検出装置
２７１ 変位検出部
２７２ 変位判断部
３７１、４７１ 照射部
３７２、４７２ 受光部
３７３、４７４ 受光判断部

Claims (7)

1. 位置に関する情報の処理を行う処理部を有し、且つ地上に設定された基準位置に設置された衛星測位装置と、
   走行可能な作業機に設けられ且つ、前記処理部で前記情報を処理することで得られた補正情報を取得し且つ、取得した補正情報に基づいて前記作業機の位置を求める測位検出装置と、
   前記基準位置に対する前記衛星測位装置の位置ズレを検出するズレ検出装置と、
   前記ズレ検出装置が前記位置ズレを検出した場合に、前記補正情報を前記作業機に出力することを停止する第１処理装置と、
   を備えている位置測位システム。
2. 位置に関する情報の処理を行う処理部を有し、且つ地上に設定された基準位置に設置された衛星測位装置と、
   走行可能な作業機に設けられ且つ、前記処理部で前記情報を処理することで得られた補正情報を取得し且つ、取得した補正情報に基づいて前記作業機の位置を求める測位検出装置と、
   前記基準位置に対する前記衛星測位装置の位置ズレを検出するズレ検出装置と、
   前記ズレ検出装置が前記位置ズレを検出した場合に、前記位置ズレを検出したことを前記作業機に報知する第２処理装置と、
   を備えている位置測位システム。
3. 前記衛星測位装置は、前記処理部を収容する筐体と、前記筐体を設置する天板と、前記天板から延設された脚部とを有し、
   前記ズレ検出装置は、一端側が前記天板又は前記筐体に離脱可能に取り付けられ且つ他端側が前記地上側に取付けられた索体と、前記索体の離脱を検出することで前記位置ズレを検出する離脱検出部と、を有している請求項１又は２に記載の位置測位システム。
4. 前記衛星測位装置は、前記処理部を収容する筐体と、前記筐体を設置する天板と、前記天板から延設された脚部とを有し、
   前記ズレ検出装置は、前記天板又は前記筐体の変位を検出する変位検出部と、前記変位検出部で検出された変位量が所定以上である場合に前記位置ズレが発生したとして判断する変位判断部と、を有している請求項１又は２に記載の位置測位システム。
5. 前記衛星測位装置は、前記処理部を収容する筐体と、前記筐体を設置する天板と、前記天板から延設された脚部とを有し、
   前記ズレ検出装置は、前記天板又は地面側に向けて検出光を照射する照射部と、前記天板又は地面側から反射した検出光を受光する受光部と、前記受光部が検出光を検出しなかった場合に前記位置ズレが発生したとして判断する受光判断部と、を有している請求項１又は２に記載の位置測位システム。
6. 前記衛星測位装置は、前記処理部を収容する筐体と、前記筐体を設置する天板と、前記天板から延設された脚部とを有し、
   前記ズレ検出装置は、前記天板又は地面側に向けて検出光を照射する照射部と、前記天板又は地面側からの検出光を受光する受光部と、前記受光部が検出光を検出しなかった場合に前記位置ズレが発生したとして判断する受光判断部と、を有している請求項１又は２に記載の位置測位システム。
7. 前記衛星測位装置は、前記補正情報を前記作業機に送信する送信部とを有し、
   前記第１処理部は、前記筐体に設けられ且つ前記送信部に電力を供給する電力供給ラインであり、
   前記離脱検出部は、前記電力供給ライン上に設けられ且つ前記索体を着脱自在に保持可能な保持体であって、前記索体を保持している状態では当該電力供給ラインの通電を行い、前記索体が離脱して保持していない状態では当該電力供給ラインの電力の通電を遮断する保持体である請求項３に記載の位置測位システム。