JP6839677B2 - 移動距離測定装置、移動距離測定方法、及び移動距離測定プログラム - Google Patents

Description

この発明は、車両等の移動体の移動距離を測定する移動距離測定装置、移動距離測定方法、及び移動距離測定プログラムに関するものである。

従来、タクシーメータに採用されている移動距離測定装置では、道路面に接地しているタイヤの回転数と、タイヤの外周の長さとを乗算することにより、始点から終点までの走行距離を算出している。

しかしながら、このような移動距離測定装置では、タイヤの回転数に基づいて走行距離を算出しているので、走行によりタイヤが摩耗してタイヤ径が小さくなったり、走行時にタイヤがスリップして空転したりすることにより、実際よりも長い走行距離が算出される恐れがある。

これに対して、従来の車両走行距離測定装置では、タイヤの回転数に基づく走行距離測定と、ＧＰＳ受信機からの位置信号に基づく走行距離測定とを組み合わせて、最適化走行距離信号が算出される（例えば、特許文献１参照）。

特開平４−２４０５１７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、２つの走行距離を同時に測定した上で最適化処理を行う必要があり、処理が複雑になる。また、ＧＰＳ受信機からの位置信号が水平面上での位置信号であるため、走行距離を求めるための情報としては十分な精度とは言えない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、移動体の移動距離をより正確に測定することができる移動距離測定装置、移動距離測定方法、及び移動距離測定プログラムを得ることを目的とする。

この発明に係る移動距離測定装置は、移動体に搭載されている位置検出器からの信号と、３次元地図データとに基づいて、移動体の３次元位置を検出する位置検出部と、移動体の移動開始から移動終了までに位置検出部で検出された３次元位置に基づいて、移動体の移動距離を求める距離測定部とを有している測定装置本体を備えている。

この発明の移動距離測定装置は、３次元地図データを用いて検出された３次元位置に基づいて、移動体の移動距離を求めるので、移動体の移動距離をより正確に測定することができる。

この発明の実施の形態１による移動距離測定装置を示すブロック図である。 図１の測定装置本体の装置構成の一例を示すブロック図である。 図１の測定装置本体の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２による移動距離測定装置を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３による移動距離測定装置を示すブロック図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による移動距離測定装置を示すブロック図であり、実施の形態１の移動距離測定装置はタクシーメータである。また、移動距離測定装置は、移動体である車両、即ちタクシーに搭載されている。

図１において、移動距離測定装置は、測定装置本体１０、位置検出器としてのＧＰＳ受信機２１、及びディスプレイ３１を有している。

測定装置本体１０は、機能ブロックとして、送受信制御部１１、位置検出部１２、軌跡作成部１３、距離測定部１４、料金算出部１５、表示制御部１６、及び地図情報記憶部１７を有している。

また、測定装置本体１０は、３次元地図データの少なくとも一部を記憶する。３次元地図データとしては、自動車の自動運転にも使用可能な高精度３次元地図データ、例えばダイナミックマップデータを用いることができる。

送受信制御部１１は、測定装置本体１０の外部との信号の送受信を制御する。位置検出部１２は、ＧＰＳ受信機２１からの信号と、３次元地図データとに基づいて、車両の３次元位置を検出する。３次元位置は、平面位置と高度とを含んでいる。軌跡作成部１３は、位置検出部１２で検出された３次元位置に基づいて、車両の３次元の移動軌跡、即ち走行軌跡を作成する。

距離測定部１４は、車両の移動開始から移動終了までに位置検出部１２で検出された３次元位置に基づいて、車両の移動距離、即ち走行距離を求める。実施の形態１では、距離測定部１４は、軌跡作成部１３で作成された移動軌跡に基づいて、車両の移動距離を求める。

３次元地図データを用いることにより、３次元地図データ内の２点に対応する実際の２点間の距離を求めることができ、多くの点を繋いだ移動軌跡に沿った実際の車両の移動距離も求めることができる。

料金算出部１５は、距離測定部１４で求めた移動距離に対応するタクシー料金を算出する。表示制御部１６は、ディスプレイ３１にタクシー料金を表示させる。また、表示制御部１６は、車両の移動軌跡、移動距離等をディスプレイ３１に表示させてもよい。

また、実施の形態１では、３次元地図データの全体が外部装置４１に保管されている。外部装置４１は、測定装置本体１０の外部の装置であり、例えば管理センタに設置された大容量コンピュータである。

測定装置本体１０は、移動距離の測定開始時に、３次元地図データのうち、車両の現在位置を含む部分的なデータである部分データを、通信により外部装置４１から取得する。地図情報記憶部１７は、取得した部分データを記憶する。

部分データは、例えば、移動距離の測定開始時の車両の現在位置から設定距離内の範囲のデータである。また、部分データは、移動距離の測定開始時の車両の現在位置と、移動の目的地とを含む設定範囲のデータとしてもよい。

また、測定装置本体１０は、記憶している部分データに対応する領域の端部までの距離が設定距離以下になったときに、記憶している部分データに対応する領域から車両が出る可能性が高いと判定する。

また、測定装置本体１０は、記憶している部分データに対応する領域から車両が出る可能性が高いと判定したとき、新たな部分データを外部装置４１から取得する。新たな部分データは、既に記憶している部分データの領域に隣接する領域のデータである。

図２は、図１の測定装置本体１０の装置構成の一例を示すブロック図である。測定装置本体１０は、通信装置３２、プロセッサ３３、及びメモリ３４を有している。測定装置本体１０の機能は、図２に示すコンピュータにより実現される。メモリ３４には、部分データと、測定装置本体１０の機能を実行するプログラムとが格納されている。プロセッサ３３は、メモリ３４に格納されたプログラムに従って演算処理を実行する。また、メモリ３４には、タクシー料金を算出するための料金テーブル等も格納されている。

図３は、図１の測定装置本体１０の動作を示すフローチャートである。図３の処理は、タクシーであれば、賃走開始時に運転手がタクシーメータを操作することで開始され、設定時間毎に繰り返し実行される。設定時間は、例えば１秒よりも十分短い時間である。

図３において、測定装置本体１０は、まずメモリ３４に部分データが格納されているかどうかを確認する（ステップＳ１）。部分データが格納されていなければ、３次元位置を検出する（ステップＳ２）。そして、検出した３次元位置を含む部分データを外部装置４１から取得し（ステップＳ３）、その回の処理を終了する。取得した部分データは、メモリ３４に格納される。

ステップＳ１で部分データがある場合、現在の車両の３次元位置を検出する（ステップＳ４）。そして、既に検出されている３次元位置と組み合わせて、移動軌跡を作成、即ち移動軌跡を延長する（ステップＳ５）。

この後、測定装置本体１０は、車両の移動が終了したかどうかを確認する（ステップＳ６）。タクシーであれば、賃走終了時に運転手によりタクシーメータが操作されることで、移動終了であると判定することができる。

移動が終了していなければ、最新の３次元位置に基づいて、新たな部分データが必要であるかどうかが判定される（ステップＳ７）。新たな部分データが不要であれば、その回の処理を終了する。新たな部分データが必要である場合、新たな部分データを取得し（ステップＳ８）、その回の処理を終了する。

ステップＳ６で車両の移動が終了したと判定した場合、車両の移動距離を算出する（ステップＳ９）。そして、移動距離に対応する料金を算出し（ステップＳ１０）、算出した料金をディスプレイ３１に表示させ（ステップＳ１１）、図３の処理を終了する。

このように、実施の形態１の移動距離測定方法は、車両に搭載されているＧＰＳ受信機２１からの信号と、３次元地図データとに基づいて、車両の３次元位置を検出する位置検出ステップと、車両の移動開始から移動終了までに位置検出ステップで検出された３次元位置に基づいて、車両の移動距離を求める距離測定ステップとを含んでいる。

また、移動軌跡の作成開始時には、部分データを外部装置４１から取得する。

また、距離測定ステップでは、位置検出ステップで検出された３次元位置に基づいて、車両の３次元の移動軌跡を作成し、移動軌跡に基づいて移動距離を求める。

また、実施の形態１の移動距離測定プログラムは、上記の移動距離測定方法をコンピュータに実行させるプログラムである。

即ち、移動距離測定プログラムは、車両に搭載されているＧＰＳ受信機２１からの信号と、３次元地図データとに基づいて、車両の３次元位置を検出する位置検出処理と、車両の移動開始から移動終了までに位置検出処理で検出された３次元位置に基づいて、車両の移動距離を求める距離測定処理とをコンピュータに実行させるプログラムである。

また、移動距離測定プログラムは、移動軌跡の作成開始時に、部分データを外部装置４１から取得する処理をコンピュータに実行させる。

また、移動距離測定プログラムは、距離測定処理において、位置検出処理で検出された３次元位置に基づいて、車両の３次元の移動軌跡を作成し、移動軌跡に基づいて移動距離を求める処理をコンピュータに実行させる。

このような移動距離測定装置、移動距離測定方法、及び移動距離測定プログラムでは、３次元地図データを用いて検出された３次元位置に基づいて、車両の移動距離を求める。このため、タイヤのスリップによる影響を受けずに、車両の移動距離を測定することができる。また、簡単な構成により、２次元の位置だけでなく、高さ方向の位置も含む３次元位置に基づく移動距離を測定することができる。従って、車両の移動距離をより正確に測定することができ、より正確なタクシー料金を算出することができる。

また、ＧＰＳ受信機２１からの信号と、３次元地図データとに基づいて、車両の３次元位置を検出するので、簡単な構成により、より正確な３次元位置を検出することができる。

なお、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない区間、例えばトンネル内を車両が移動している場合、受信できなくなる直前の３次元位置と、受信再開直後の３次元位置と、３次元地図データとに基づいて、受信できない区間の３次元の移動距離を求めることができる。例えば、トンネルを通過した場合、車両がトンネル内の道路の中心を走行したものとして、３次元の移動軌跡及び移動距離を求めることができる。

実施の形態２．
次に、図４は、この発明の実施の形態２による移動距離測定装置を示すブロック図である。実施の形態２の移動距離測定装置は、実施の形態１の移動距離測定装置に加えて、位置検出器としての加速度センサ２２を有している。加速度センサ２２は、車両に搭載されている。

また、加速度センサ２２は、車両の運動ベクトルに応じた信号を発生する運動センサであり、車両の加速度の大きさ及び方向に応じた信号を発生する。加速度センサ２２としては、例えばジャイロスコープが用いられる。ジャイロスコープは、車両の回転角速度に応じた角速度信号を出力する角速度センサである。

また、運動センサとしては、車両の移動速度、即ち走行速度に応じた速度信号を出力する速度センサを用いることもできる。

位置検出部１２は、加速度センサ２２を含む運動センサからの信号に基づいて、任意の時刻における車両の運動ベクトルを求めることができる。

また、実施の形態２の位置検出部１２は、ＧＰＳ受信機２１からの信号と、車両の運動ベクトルと、３次元地図データとに基づいて、車両の３次元位置を検出する。

また、位置検出部１２は、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない区間を車両が移動している場合、車両の運動ベクトルと、３次元地図データとに基づいて、車両の３次元位置を検出する。他の構成及び動作は、実施の形態１と同様である。

実施の形態２の移動距離測定方法の位置検出ステップでは、３次元位置の検出に、運動センサからの信号を用いる。

また、実施の形態２の移動距離測定プログラムは、位置検出処理において、運動センサからの信号を用いて３次元位置を検出する処理をコンピュータに実行させる。

このような移動距離測定装置及び移動距離測定方法によれば、車両の運動ベクトルを３次元位置の検出に用いるので、車両の３次元位置をより正確に検出することができる。これにより、車両の移動距離をより正確に測定することができ、より正確なタクシー料金を算出することができる。

また、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない区間の３次元位置をより正確に検出することができる。

実施の形態３．
次に、図５は、この発明の実施の形態３による移動距離測定装置を示すブロック図である。実施の形態３の移動距離測定装置は、実施の形態１の移動距離測定装置に加えて、位置検出器としてのＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging：光検出及び測距）装置２３を有している。ＬｉＤＡＲ装置２３は、車両に搭載されている。また、ＬｉＤＡＲ装置２３は、レーザ光を用いて、周囲の物体の位置関係を把握する装置である。即ち、ＬｉＤＡＲ装置２３は、車両の周囲の構造物を検出する構造物検出器である。

実施の形態３の３次元地図データには、道路の周囲の構造物の形状に関する情報である構造物情報が含まれている。構造物には、建物、信号機、標識、歩道橋、看板、道路照明、道路面、トンネル内壁を含む壁、樹木等が含まれる。

実施の形態３の位置検出部１２は、ＧＰＳ受信機２１からの信号と、ＬｉＤＡＲ装置２３からの信号と、３次元地図データとに基づいて、車両の３次元位置を検出する。

また、実施の形態３の移動距離測定装置は、ＬｉＤＡＲ装置２３からの信号に基づいて、車両から構造物までの距離である構造物距離を求め、３次元位置の検出に構造物距離を用いる。他の構成及び動作は、実施の形態１と同様である。

実施の形態３の移動距離測定方法の位置検出ステップでは、３次元位置の検出に、ＬｉＤＡＲ装置２３からの信号と、構造物情報とを用いる。また、位置検出ステップでは、ＬｉＤＡＲ装置２３からの信号に基づいて、構造物距離を求め、３次元位置の検出に構造物距離を用いる。

また、実施の形態３の移動距離測定プログラムは、位置検出処理において、ＬｉＤＡＲ装置２３からの信号と、構造物情報とを用いて３次元位置を検出する処理をコンピュータに実行させる。また、位置検出ステップでは、ＬｉＤＡＲ装置２３からの信号に基づいて、構造物距離を求め、３次元位置の検出に構造物距離を用いる処理を、コンピュータに実行させる。

このような移動距離測定装置及び移動距離測定方法によれば、３次元位置の検出に構造物情報を用いるので、車両の３次元位置をより正確に検出することができる。これにより、車両の移動距離をより正確に測定することができ、より正確なタクシー料金を算出することができる。

また、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない区間の３次元位置をより正確に検出することができる。

また、３次元位置の検出に構造物距離を用いるので、車両が道路の幅方向のどの位置に位置しているかをより正確に検出することができ、車両の移動距離をより正確に測定することができる。

なお、３次元位置の検出精度をある程度下げてもよい場合には、構造物距離の検出を省略してもよい。

また、構造物情報のみにより３次元位置を特定できれば、ＧＰＳ受信機２１からの信号を用いなくてもよい。

また、実施の形態３の３次元位置の検出に、実施の形態２の運動センサからの信号を追加的に利用してもよい。即ち、実施の形態２、３を組み合わせてもよい。

また、構造物検出器は、ＬｉＤＡＲ装置２３に限定されず、例えばカメラを持った映像解析装置であってもよい。

また、移動距離測定装置がタクシーメータである場合、移動距離測定プログラムにプロダクトキーを付与してもよい。これにより、ソフトウエアにトレーサビリティを持たせることができる。

また、移動距離測定装置がタクシーメータである場合、移動距離測定プログラムを記憶媒体にインストールした後、検定所において検定を受検した際に決定される利用開始日及び利用期限を入力してもよい。そして、利用期限が切れた際には、指定期間内に製造元により新たなプロダクトキーを入手した上で再受検しなければ、プログラムが不稼働となる機能を持たせてもよい。

また、移動体は、車両に限定されるものではなく、飛翔体、船舶、潜水艦等であってもよい。

また、移動体は、人が乗らずに無人で移動するものであってもよい。

また、測定装置本体は、移動体に搭載せず、移動体の外部、例えば管理センタに設置してもよい。この場合、例えば、移動体に搭載した位置検出器と、測定装置本体との間を、無線通信で接続することが考えられる。

また、実施の形態１〜３では、移動軌跡を作成したが、移動軌跡を作成せず、３次元位置間の距離を随時積算して移動距離を求めてもよい。

また、移動範囲に対応する３次元地図データ全体を測定装置本体で保管可能な場合、部分データの取得は省略してもよい。この場合も、３次元地図データ全体を定期的又は必要に応じて更新するのが好適である。

また、移動体の移動範囲が予め決まっている場合、移動範囲に対応した部分データを測定装置本体に保管しておけば、部分データの取得は省略できる。この場合も、部分データを定期的又は必要に応じて更新するのが好適である。

また、目的地を入力することにより、移動開始前に、３次元地図データに基づいて目的地まで経路を設定し、移動距離を予測する機能を、測定装置本体に持たせてもよい。

１０ 測定装置本体、１２ 位置検出部、１４ 距離測定部、２１ ＧＰＳ受信機（位置検出器）、２２ 加速度センサ（位置検出器、運動センサ）、２３ ＬｉＤＡＲ装置（位置検出器、構造物検出器）。

Claims (9)

1. 移動体に搭載されている位置検出器からの信号と、３次元地図データとに基づいて、前記移動体の３次元位置を検出する位置検出部と、
   前記移動体の移動開始から移動終了までに前記位置検出部で検出された前記３次元位置に基づいて、前記３次元位置を繋いだ移動軌跡に沿った前記移動体の移動距離を求める距離測定部と
   を有している測定装置本体
   を備えている移動距離測定装置。
2. 前記位置検出部は、前記位置検出器であるＧＰＳ受信機からの信号と、前記３次元地図データとに基づいて、前記３次元位置を検出する請求項１記載の移動距離測定装置。
3. 前記位置検出器には、前記移動体の運動ベクトルに応じた信号を発生する運動センサが含まれており、
   前記位置検出部は、前記３次元位置の検出に、前記運動センサからの信号を用いる請求項２記載の移動距離測定装置。
4. 前記３次元地図データには、道路の周囲の構造物の形状に関する情報である構造物情報が含まれており、
   前記位置検出部は、前記３次元位置の検出に、前記移動体の周囲の構造物を検出する前記位置検出器である構造物検出器からの信号と、前記構造物情報とを用いる請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の移動距離測定装置。
5. 前記位置検出部は、前記構造物検出器からの信号に基づいて、前記移動体から前記構造物までの距離である構造物距離を求め、前記３次元位置の検出に前記構造物距離を用いる請求項４記載の移動距離測定装置。
6. 前記位置検出部は、前記３次元位置の検出に、前記構造物検出器であるＬｉＤＡＲ装置からの信号と、前記構造物情報とを用いる請求項４又は請求項５に記載の移動距離測定装置。
7. 前記３次元地図データは、前記測定装置本体の外部の外部装置に保管されており、
   前記測定装置本体は、前記移動距離の測定開始時に、前記３次元地図データのうち、前記移動体の現在位置を含む部分的なデータである部分データを前記外部装置から取得する請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の移動距離測定装置。
8. 移動体に搭載されている位置検出器からの信号と、３次元地図データとに基づいて、前記移動体の３次元位置を検出する位置検出ステップと、
   前記移動体の移動開始から移動終了までに前記位置検出ステップで検出された前記３次元位置に基づいて、前記３次元位置を繋いだ移動軌跡に沿った前記移動体の移動距離を求める距離測定ステップと
   を含む移動距離測定方法。
9. 請求項８に記載の移動距離測定方法をコンピュータに実行させる移動距離測定プログラム。

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