JP7329652B1 - Positioning device - Google Patents
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Abstract
【課題】1つの基地局からの電波を受信できたときの測位位置の誤差を抑制する測位装置を提供する。【解決手段】1つ以上の基地局からの電波信号を受信し、それぞれの基地局について、基地局から車両までの距離である電波測位距離および基地局位置の情報を出力する電波測位装置1と、自律航法によって検出した車両の位置を自律測位位置として出力する自律測位装置2と、それぞれの基地局について、基地局から自律測位位置までの距離である自律測位距離を求め、1つの基地局についてのみ自律測位距離が電波測位距離よりも大きいときは、自律測位距離が電波測位距離よりも大きい基地局を選択基地局とし、選択基地局の電波測位距離を選択電波測位距離とし、選択基地局から自律測位位置の方向の選択電波測位距離の位置を測位位置として出力する測位位置演算部3とを備えることを特徴とする。【選択図】図1A positioning device that suppresses errors in positioning when radio waves from one base station can be received is provided. A radio positioning device (1) that receives radio signals from one or more base stations and outputs, for each base station, radio positioning distance, which is the distance from the base station to a vehicle, and base station position information. , an autonomous positioning device 2 that outputs the vehicle position detected by autonomous navigation as an autonomous positioning position, and an autonomous positioning distance, which is the distance from the base station to the autonomous positioning position, for each base station. Only when the autonomous positioning distance is greater than the radio positioning distance, the base station whose autonomous positioning distance is greater than the radio positioning distance is the selected base station, the radio positioning distance of the selected base station is the selected radio positioning distance, and the radio positioning distance from the selected base station is It is characterized by comprising a positioning position calculation unit 3 that outputs the position of the selected radio positioning distance in the direction of the autonomous positioning position as the positioning position. [Selection drawing] Fig. 1
Description
本願は、測位装置に関するものである。 The present application relates to a positioning device.
車両が指定された走行ルートを走行するように制御する車両制御システムにおいては、制御する車両の位置を測位し、走行ルートに対して指定の範囲内を車両が走行するように制御する。車両の位置の測位には、位置が既知である複数の衛星から発信された電波が車両に設置された受信機で受信されるまでの時間である伝搬時間から求めた衛星から車両までの距離を用いるGNSS(Global Navigation Satellite System)による測位、あるいは、位置が既知である複数の地上の基地局と車両との間の極短パルス(超広帯域、UWB:Ultra Wide Band)の伝搬時間から求めた距離による測位が使われる。以下においては、電波の伝搬時間を用いた測位を電波測位と呼び、測位によって求めた距離を測位距離と呼ぶ。また、衛星または地上の基地局を、基地局と呼ぶ。 In a vehicle control system that controls a vehicle to travel along a designated travel route, the position of the vehicle to be controlled is measured and the vehicle is controlled to travel within a designated range with respect to the travel route. Positioning of a vehicle requires the distance from the satellite to the vehicle calculated from the propagation time, which is the time it takes for radio waves transmitted from multiple satellites with known positions to be received by the receiver installed in the vehicle. Positioning by GNSS (Global Navigation Satellite System) used, or distance obtained from the propagation time of ultra-short pulses (ultra wideband, UWB: Ultra Wide Band) between a plurality of ground base stations whose positions are known and the vehicle positioning is used. Hereinafter, positioning using the propagation time of radio waves will be referred to as radio wave positioning, and the distance obtained by positioning will be referred to as positioning distance. A satellite or terrestrial base station is also referred to as a base station.
電波測位は、電波が建物などで反射することにより、基地局から受信機に直接届く経路と異なる経路であるマルチパスによって電波が届くと、誤った測位位置が得られることになる。この対策として、電波の伝搬時間を用いた電波測位と、車両に搭載されたジャイロセンサおよび車速センサなどを用いた自律測位とを組み合わせ、マルチパスによる測位の精度低下を低減する測位装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In radio wave positioning, if the radio wave reaches the receiver via a multipath path, which is different from the direct path from the base station to the receiver due to reflections on buildings, etc., an incorrect positioning will be obtained. As a countermeasure, there is known a positioning device that combines radio positioning using the propagation time of radio waves with autonomous positioning using a gyro sensor and vehicle speed sensor mounted on the vehicle to reduce the deterioration of positioning accuracy due to multipath. (See, for example, Patent Document 1).
電波測位は、複数の基地局からの電波を受信して測位を行う。例えば、GNSSにおいては、一般的には4つ以上の基地局からの電波を受信して測位を行う。また、UWBを用いた測位においては、2つ以上の基地局からの電波を受信して測位を行う。そのため、従来の測位装置では、1つの基地局からの電波を受信できたとしても、自律測位による測位位置を用いなければならないため、自律測位に起因する測位位置の誤差が増加し続けるという課題があった。 Radio positioning is performed by receiving radio waves from a plurality of base stations. For example, in GNSS, positioning is generally performed by receiving radio waves from four or more base stations. In positioning using UWB, positioning is performed by receiving radio waves from two or more base stations. Therefore, even if a conventional positioning device can receive radio waves from a single base station, it has to use the positioning position obtained by autonomous positioning. there were.
本願は、上述の課題を解決するためになされたものであり、1つの基地局からの電波を受信できたときの測位位置の誤差を抑制する測位装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present application has been made to solve the above-described problems, and aims to provide a positioning device that suppresses errors in positioning when radio waves from one base station can be received.
本願に開示される測位装置は、車両に設置され、車両の測位位置を出力する測位装置であって、1つ以上の基地局からの電波信号を受信し、それぞれの基地局について、基地局から車両までの距離である電波測位距離および基地局の位置である基地局位置の情報を出力する電波測位装置と、自律航法によって検出した車両の位置を自律測位位置として出力する自律測位装置と、電波測位装置の出力および自律測位装置の出力から測位位置を求めて出力する測位位置演算部とを備え、測位位置演算部は、それぞれの基地局について、基地局から自律測位位置までの距離である自律測位距離を求め、全ての基地局について自律測位距離が電波測位距離以下のときに自律測位位置を測位位置として出力し、電波測位装置が2つ以上の基地局からの電波信号を受信し、2つ以上の基地局について自律測位距離が電波測位距離よりも大きいときは、自律測位距離が電波測位距離よりも大きい基地局の基地局位置および電波測位距離を用いて電波測位位置を求めて測位位置として出力し、1つの基地局についてのみ自律測位距離が電波測位距離よりも大きいときは、自律測位距離が電波測位距離よりも大きい基地局を選択基地局とし、選択基地局の電波測位距離を選択電波測位距離とし、選択基地局から自律測位位置の方向の選択電波測位距離の位置を電波測位位置とし、電波測位位置を測位位置として出力することを特徴とする。 The positioning device disclosed in the present application is a positioning device that is installed in a vehicle and outputs the positioning position of the vehicle, receives radio signals from one or more base stations, and for each base station, A radio positioning device that outputs information on the radio positioning distance, which is the distance to the vehicle, and the base station position, which is the position of the base station; an autonomous positioning device that outputs the position of the vehicle detected by autonomous navigation as the autonomous positioning position; a positioning position calculation unit that obtains and outputs a positioning position from the output of the positioning device and the output of the autonomous positioning device, and the positioning position calculation unit calculates the distance from the base station to the autonomous positioning position for each base station; 2. obtaining the positioning distance, outputting the autonomous positioning position as the positioning position when the autonomous positioning distance is less than or equal to the radio positioning distance for all base stations , and receiving radio signals from two or more base stations; If the autonomous positioning distance is greater than the radio positioning distance for one or more base stations, the radio positioning position is obtained using the base station position and radio positioning distance of the base station whose autonomous positioning distance is greater than the radio positioning distance. , and if the autonomous positioning distance is greater than the radio positioning distance for only one base station, the base station whose autonomous positioning distance is greater than the radio positioning distance is selected as the selected base station, and the radio positioning distance of the selected base station is selected. The position of the selected radio positioning distance in the direction from the selected base station to the autonomous positioning position is used as the radio positioning position, and the radio positioning position is output as the positioning position.
本願に開示される測位装置は、車両に設置され、車両の測位位置を出力する測位装置であって、1つ以上の基地局からの電波信号を受信し、それぞれの基地局について、基地局から車両までの距離である電波測位距離および基地局の位置である基地局位置の情報を出力する電波測位装置と、自律航法によって検出した車両の位置を自律測位位置として出力する自律測位装置と、電波測位装置の出力および自律測位装置の出力から測位位置を求めて出力する測位位置演算部とを備え、測位位置演算部は、それぞれの基地局について、基地局から自律測位位置までの距離である自律測位距離を求め、全ての基地局について自律測位距離が電波測位距離以下のときに自律測位位置を測位位置として出力し、電波測位装置が2つ以上の基地局からの電波信号を受信し、2つ以上の基地局について自律測位距離が電波測位距離よりも大きいときは、自律測位距離が電波測位距離よりも大きい基地局の基地局位置および電波測位距離を用いて電波測位位置を求めて測位位置として出力し、1つの基地局についてのみ自律測位距離が電波測位距離よりも大きいときは、自律測位距離が電波測位距離よりも大きい基地局を選択基地局とし、選択基地局の電波測位距離を選択電波測位距離とし、選択基地局から自律測位位置の方向の選択電波測位距離の位置を電波測位位置とし、電波測位位置を測位位置として出力するので、1つの基地局からの電波を受信できたときの測位位置の誤差を抑制することができる。
The positioning device disclosed in the present application is a positioning device that is installed in a vehicle and outputs the positioning position of the vehicle, receives radio signals from one or more base stations, and for each base station, A radio positioning device that outputs information on the radio positioning distance, which is the distance to the vehicle, and the base station position, which is the position of the base station; an autonomous positioning device that outputs the position of the vehicle detected by autonomous navigation as the autonomous positioning position; a positioning position calculation unit that obtains and outputs a positioning position from the output of the positioning device and the output of the autonomous positioning device, and the positioning position calculation unit calculates the distance from the base station to the autonomous positioning position for each base station; 2. obtaining the positioning distance, outputting the autonomous positioning position as the positioning position when the autonomous positioning distance is less than or equal to the radio positioning distance for all base stations , and receiving radio signals from two or more base stations; If the autonomous positioning distance is greater than the radio positioning distance for one or more base stations, the radio positioning position is obtained using the base station position and radio positioning distance of the base station whose autonomous positioning distance is greater than the radio positioning distance. , and if the autonomous positioning distance is greater than the radio positioning distance for only one base station, the base station whose autonomous positioning distance is greater than the radio positioning distance is selected as the selected base station, and the radio positioning distance of the selected base station is selected. The position of the selected radio positioning distance in the direction of the autonomous positioning position from the selected base station is the radio positioning position, and the radio positioning position is output as the positioning position, so when radio waves from one base station can be received positioning position error can be suppressed.
以下、本願を実施するための実施の形態に係る測位装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一もしくは相当部分を示している。 Hereinafter, positioning devices according to embodiments for carrying out the present application will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same reference numerals denote the same or corresponding parts.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1による測位装置100の構成を示す図である。実施の形態1による測位装置100は、電波測位装置1と、自律測位装置2と、測位位置演算部3と、走行ルート内判定部4と、誤差推定部5とを備えている。測位装置100は、車両10に設置されている。電波測位装置1は、車両10に設置されたアンテナ1aを介して、基地局からの電波を受信する受信機を備えており、N個の基地局である第1基地局から第N基地局のそれぞれからの電波信号を同時刻に受信する。同時刻に受信するとは、車両10が同じ位置にあるときに受信することを意味する。ここで、Nは自然数である。基地局は、例えば、GNSSにおける衛星、あるいは、UWBを用いた測位システムにおける地上の基地局である。電波測位装置1は、受信機が受信した電波の伝搬遅延時間から求めることができたそれぞれの基地局と車両10との距離を、電波測位距離R1から電波測位距離RNとして出力する。すなわち、電波測位装置1の電波測位によって求められた第1基地局と車両10との距離がR1であり、電波測位装置1の電波測位によって求められた第N基地局と車両10との距離がRNである。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a
また、電波測位装置1は、距離を求めることができたそれぞれの基地局の位置を、基地局位置S1から基地局位置SNとして出力する。すなわち、第1基地局の位置がS1であり、第N基地局の位置がSNである。基地局の位置であるS1からSNは、基地局からの電波信号によって送られてきた情報を用いてもよい。また、基地局の位置であるS1からSNは、電波測位装置1にあらかじめ基地局の識別番号と識別番号によって示される基地局の位置との情報を保存しておき、基地局から電波信号によって送られた識別番号を保存されている情報と照合して得られる基地局の位置の情報を用いてもよい。
Further, the
自律測位装置2は、自律航法によって検出した車両10の位置を自律測位位置uとして出力する。自律測位装置2は、例えば、角速度を測定するジャイロセンサおよび車速を測定する車速センサを含む状態量センサを備えており、状態量センサによる測定値と過去に得られた測位位置とから自律測位位置uを求めて出力する。自律測位装置2は、例えば、走行ルート内判定部4から直前に求めた最終測位位置を取得し、状態量センサによる測定値と直前に求めた最終測位位置とから自律測位位置uを求めて出力する。状態量センサの出力値は誤差を含んでいるため、自律測位位置uは自律測位による誤差成分を含んでいる。自律測位装置2を連続して使用すると、自律測位位置uは状態量センサの出力が積分された値となり、自律測位による誤差成分は時間の経過とともに増加する。
The
測位位置演算部3は、最初に、電波測位装置1から取得した基地局位置S1から基地局位置SNと、自律測位装置2から取得した自律測位位置uとから、それぞれの基地局から自律測位位置uまでの距離である自律測位距離r1から自律測位距離rNを求める。すなわち、第1基地局と自律測位位置uとの距離が自律測位距離r1であり、第N基地局と自律測位位置uとの距離が自律測位距離rNである。次に、nを1からNまでの値としたときに、1からNまでのそれぞれのnについて電波測位距離Rnと自律測位距離rnを比較し、1からNまでのすべてのnについて自律測位距離rnが電波測位距離Rn以下のときは、自律測位位置uを測位位置として出力する。また、測位位置演算部3は、1からNまでのすべてのnについて自律測位距離rnが電波測位距離Rn以下のときは、測位位置演算部3において選択された測位方法を示す情報である選択測位情報として自律測位を出力する。 First, the positioning position calculation unit 3 calculates autonomous The autonomous positioning distance rN is obtained from the autonomous positioning distance r1 , which is the distance to the positioning position u. That is, the distance between the first base station and the autonomous positioning position u is the autonomous positioning distance r1 , and the distance between the Nth base station and the autonomous positioning position u is the autonomous positioning distance rN . Next, when n is a value from 1 to N, the radio positioning distance R n and the autonomous positioning distance r n are compared for each n from 1 to N, and the autonomous positioning distance is calculated for all n from 1 to N. When the positioning distance rn is equal to or less than the radio positioning distance Rn , the autonomous positioning position u is output as the positioning position. Also, the positioning position calculation unit 3 is information indicating the positioning method selected in the positioning position calculation unit 3 when the autonomous positioning distance rn is equal to or less than the radio positioning distance Rn for all n from 1 to N. Output autonomous positioning as selective positioning information.
測位位置演算部3は、1からNまでの値のうちで2つ以上の値について自律測位距離rnが電波測位距離Rnよりも大きいときは、自律測位距離rnが電波測位距離Rnよりも大きい基地局の基地局位置Snおよび電波測位距離Rnの値を用いて電波測位位置Mを求めて、電波測位位置Mを測位位置として出力し、選択測位情報として第一電波測位を出力する。例えば、第1基地局から第5基地局の5つの基地局があり、r1がR1よりも大きく、r2がR2よりも大きく、r3がR3よりも大きく、r4がR4以下であり、r5がR5以下のときは、S1およびR1と、S2およびR2と、S3およびR3との値と用いて、電波測位位置Mを求めて、電波測位位置Mを測位位置として出力する。自律測位距離rnが電波測位距離Rnよりも大きい基地局の基地局位置Snおよび電波測位距離Rnの値を用いて求めた電波測位位置Mとして2か所以上の点が求まる場合は、求められた電波測位位置Mの中で自律測位位置uに最も近いものを最終的な電波測位位置Mとし、最終的な電波測位位置Mを測位位置として出力する。 When the autonomous positioning distance rn is greater than the radio positioning distance Rn for two or more values from 1 to N, the positioning position calculation unit 3 determines that the autonomous positioning distance rn is equal to the radio positioning distance Rn. Using the values of the base station position S n and the radio positioning distance R n of the base station larger than , the radio positioning position M is obtained, the radio positioning position M is output as the positioning position, and the first radio positioning is selected as the selected positioning information Output. For example, there are five base stations from the first base station to the fifth base station, r1 is greater than R1 , r2 is greater than R2 , r3 is greater than R3 , and r4 is R 4 or less, and when r5 is R5 or less, the values of S1 and R1 , S2 and R2 , S3 and R3 are used to obtain the radio positioning position M, The positioning position M is output as the positioning position. If two or more points are obtained as the radio positioning position M obtained using the values of the base station position S n and the radio positioning distance R n of the base station whose autonomous positioning distance r n is greater than the radio positioning distance R n , , the determined radio wave positioning position M closest to the autonomous positioning position u is set as the final radio wave positioning position M, and the final radio wave positioning position M is output as the positioning position.
測位位置演算部3は、1つの基地局である第n基地局においてのみ自律測位距離rnが電波測位距離Rnよりも大きいときは、第n基地局を選択基地局とし、選択基地局から車両10までの距離である電波測位距離Rnを選択電波測位距離とし、選択基地局である第n基地局から自律測位位置uの方向の選択電波測位距離の位置を電波測位位置Mとし、電波測位位置Mを測位位置として出力し、選択測位情報として第二電波測位を出力する。このようにして求まる電波測位位置Mは、選択基地局である第n基地局からの距離が電波測位距離Rnである選択電波測位距離であり自律測位位置uに最も近い位置である。また、測位位置演算部3は、1つの基地局である第n基地局においてのみ自律測位距離rnが電波測位距離Rnよりも大きいときは、選択基地局から自律測位位置uへ向かう方向の情報を測位方向として誤差推定部5に出力する。
When the autonomous positioning distance rn is greater than the radio positioning distance Rn only in the n-th base station, which is one base station, the positioning position calculation unit 3 selects the n-th base station as the selected base station, and Let the radio wave positioning distance Rn , which is the distance to the
走行ルート内判定部4は、測位位置演算部3の出力および自律測位装置2の出力から最終測位位置を求めて出力する。走行ルート内判定部4は、最初に、測位位置演算部3から選択測位情報を取得する。走行ルート内判定部4は、選択測位情報として自律測位を取得したときには、取得した測位位置が自律測位位置uであり、自律測位位置uである測位位置を最終測位位置として出力する。走行ルート内判定部4は、選択測位情報として第一電波測位または第二電波測位を取得したときには、取得した測位位置が電波測位位置Mであり、電波測位位置Mである測位位置があらかじめ定められた走行ルート範囲にあるかどうかを確認する。電波測位位置Mである測位位置が走行ルート範囲にあるときは、電波測位位置Mである測位位置を最終測位位置として出力する。電波測位位置Mである測位位置が走行ルート範囲の外側にあるときは、自律測位装置2から取得した自律測位位置を最終測位位置として出力し、測位位置変更信号を誤差推定部5に出力する。
The inside-of-travel-
誤差推定部5は、測位位置演算部3の出力および走行ルート内判定部4の出力から車両10の進行方向として取りうる全ての方向の推定誤差値の情報を持った全方位推定誤差を求めて出力するものであり、例えば、東を0度、北を90度として、0度から360度までの推定誤差値の情報を持った全方位推定誤差を出力し、出力した全ての方向の推定誤差値を前回推定誤差値として記憶する。誤差推定部5は、測位位置演算部3の出力である選択測位情報として自律測位を取得したときは、0度から360度までの全ての方向において前回推定誤差値にあらかじめ定められた自律測位誤差を加えた値を新たな推定誤差値とした全方位推定誤差を出力し、全ての方向において、出力した推定誤差値を新たな前回推定誤差値として記憶する。誤差推定部5は、測位位置演算部3の出力である選択測位情報として第一電波測位を取得したときは、0度から360度までの全ての方向においてあらかじめ定められた電波測位誤差を推定誤差値とした全方位推定誤差を出力し、全ての方向において、出力した推定誤差値を新たな前回推定誤差値として記憶する。誤差推定部5は、測位位置演算部3の出力である選択測位情報として第二電波測位を取得したときは、測位位置演算部3の出力である測位方向の推定誤差値を電波測位誤差とし、測位方向を除く全ての方向について前回推定誤差値にあらかじめ定められた自律測位誤差を加えた値を新たな推定誤差値として、全方位推定誤差を出力し、全ての方向において、出力した推定誤差値を新たな前回推定誤差値として記憶する。
The
次に、実施の形態1における測位位置演算部3の動作を、図2から図5を用いて説明する。図2から図4は、実施の形態1における測位位置演算部3の動作を説明するための図であり、図2は選択測位情報が第一電波測位であるときの動作を説明するための図であり、図3は選択測位情報が第二電波測位であるときの動作を説明するための図であり、図4は選択測位情報が自律測位であるときの動作を説明するための図である。図2から図4において、測位装置100が設置された車両10は、平面上にある出発地PSから目的地PEまでの走行ルート範囲20の中を走行するものとする。また、電波測位装置1は、アンテナ1aを介して、第1基地局BS1および第2基地局BS2の2つの基地局からの電波を受信するものとする。図2から図4においては、第1基地局BS1および第2基地局BS2は、地上に設置されているものとする。説明を容易にするため、第1基地局BS1からの距離および第2基地局BS2からの距離が求まれば、走行ルート範囲20の中の位置が一意に求まるものとする。
Next, the operation of the positioning position calculator 3 in
図5は、実施の形態1による測位装置100の動作を説明するためのフローチャートである。ステップST01は電波測位ステップであり、ステップST02は自律測位ステップであり、ステップST03は自律測位距離算出ステップであり、ステップST04は自律測位判定ステップであり、ステップST05は自律測位位置決定ステップであり、ステップST06は自律測位位置最終決定ステップであり、ステップST07は電波測位判定ステップであり、ステップST08は第一電波測位位置取得ステップであり、ステップST09は第二電波測位位置取得ステップであり、ステップST10は走行ルート内判定ステップであり、ステップST11は電波測位位置最終決定ステップであり、ステップST12は測位位置変更ステップであり、ステップST13は推定誤差算出ステップである。
FIG. 5 is a flow chart for explaining the operation of the
ステップST01では、電波測位装置1は1つ以上の基地局からの電波信号を受信し、電波測位によって距離情報が得られた基地局の数Nを取得し、それぞれの基地局について、電波測位によるそれぞれの基地局から車両10までの距離である電波測位距離R1からRN、およびそれぞれの基地局の位置である基地局位置S1からSNの情報を取得し、取得した情報を測位位置演算部3に出力し、ステップST02に進む。ここで、Nは、基地局の数なので、自然数である。図2から図4に示す例おいては、Nは2であり、第1基地局BS1の位置がS1であり、第2基地局BS2の位置がS2であり、電波測位によって得られた第1基地局BS1から車両10までの距離である電波測位距離がR1であり、電波測位によって得られた第2基地局BS2から車両10までの距離である電波測位距離がR2である。例えば、電波測位によって距離が得られた基地局の数であるNが4のときは、電波測位によって得られたそれぞれの基地局から車両10までの距離である電波測位距離R1、R2、R3、R4、および、それぞれの基地局の位置である基地局位置S1、S2、S3、S4を得ることになる。以降、nを1からNのいずれかとして、第n基地局BSnの位置をSn、電波測位によるそれぞれの第n基地局BSnから車両10までの距離である電波測位距離をRnとして説明する。
In step ST01, the
ステップST02では、自律測位装置2は自律航法によって検出した車両10の位置である自律測位位置uを取得し、取得した情報を測位位置演算部3に出力し、ステップST03に進む。図2に示す例においては取得した自律測位位置がaの位置であり、図3に示す例においては取得した自律測位位置がbの位置であり、図4に示す例においては取得した自律測位位置がcの位置である。
In step ST02, the
ステップST03では、測位位置演算部3は、それぞれの基地局の位置である基地局位置S1からSNの情報および自律測位位置uの情報から、それぞれの基地局から自律測位位置uまでの距離である自律測位距離r1からrNを算出し、ステップST04に進む。図2に示す例においては、自律測位位置aから第1基地局BS1までの距離である自律測位距離r1、および、自律測位位置aから第2基地局BS2までの距離である自律測位距離r2を算出する。同様に、図3に示す例においては、自律測位位置bから第1基地局BS1までの距離である自律測位距離r1’、および、自律測位位置bから第2基地局BS2までの距離である自律測位距離r2’を算出し、図4に示す例においては、自律測位位置cから第1基地局BS1までの距離である自律測位距離r1”、および、自律測位位置cから第2基地局BS2までの距離である自律測位距離r2”を算出する。以降、nを1からNのいずれかとして、第n基地局BSnから自律測位位置uまでの距離をrnとして説明する。 In step ST03, the positioning position calculator 3 calculates the distance from each base station to the autonomous positioning position u based on the information on the base station positions S1 to SN , which are the positions of the respective base stations, and the information on the autonomous positioning position u. Then, the autonomous positioning distances r 1 to r N are calculated, and the process proceeds to step ST04. In the example shown in FIG. 2, the autonomous positioning distance r 1 is the distance from the autonomous positioning position a to the first base station BS1, and the autonomous positioning distance r is the distance from the autonomous positioning position a to the second base station BS2. 2 is calculated. Similarly, in the example shown in FIG. 3, the autonomous positioning distance r 1 ′ is the distance from the autonomous positioning position b to the first base station BS1, and the distance from the autonomous positioning position b to the second base station BS2 is The autonomous positioning distance r 2 ′ is calculated, and in the example shown in FIG. 4, the autonomous positioning distance r 1 ″, which is the distance from the autonomous positioning position c to the first base station BS1, Calculate the autonomous positioning distance r 2 ″, which is the distance to the station BS2. In the following description, n is any value from 1 to N, and the distance from the n-th base station BSn to the autonomous positioning position u is rn .
ステップST04では、測位位置演算部3は、nを1からNまでの数として、全てのnにおいて自律測位距離rnが電波測位距離Rn以下かどうかを確認し、全てのnにおいて自律測位距離rnが電波測位距離Rn以下のときはステップST05に進み、それ以外のときはステップST07に進む。ステップST05では、測位位置演算部3は、自律測位位置uを測位位置として走行ルート内判定部4に出力し、選択測位情報として自律測位を示す信号を走行ルート内判定部4および誤差推定部5に出力し、ステップST06に進む。
In step ST04, the positioning position calculation unit 3 confirms whether or not the autonomous positioning distance rn is equal to or less than the radio wave positioning distance Rn for all n, where n is a number from 1 to N. If r n is equal to or less than the radio positioning distance R n , proceed to step ST05; otherwise, proceed to step ST07. In step ST05, the positioning position calculation unit 3 outputs the autonomous positioning position u as the positioning position to the travel
図4に示す例では、自律測位距離r1”が電波測位距離R1以下であり、自律測位距離r2”が電波測位距離R2以下なので、測位位置演算部3は、自律測位位置cを測位位置として走行ルート内判定部4に出力し、選択測位情報として自律測位を示す信号を走行ルート内判定部4および誤差推定部5に出力する。マルチパスが発生して第n基地局BSnからの電波が反射あるいは屈折して車両10に設置された測位装置100に届くと、取得される電波測位距離Rnの大きさが実際の距離よりも大きな値となる。自律測位距離rnが電波測位距離Rn以下であるときは、マルチパスによって電波測位距離Rnの大きさが実際の距離よりも大きな値となっている可能性があるため、電波測位距離Rnの情報を使用せず自律測位位置uを測位位置として出力することにより、マルチパスによって誤った測位位置が得られることがない。
In the example shown in FIG. 4, the autonomous positioning distance r 1 ″ is less than or equal to the radio positioning distance R 1 , and the autonomous positioning distance r 2 ″ is less than or equal to the radio positioning distance R 2 . It outputs the determined position to the travel route inside
ステップST06では、走行ルート内判定部4は、測位位置演算部3から選択測位情報として自律測位を取得したので、測位位置演算部3から取得した自律測位位置uである測位位置を最終測位位置として出力し、ステップST13に進む。図4に示す例では、走行ルート内判定部4は、測位位置演算部3から選択測位情報として自律測位を取得したので、測位位置演算部3から取得した自律測位位置cである測位位置を最終測位位置として出力する。
In step ST06, the inside-of-travel-
ステップST07では、測位位置演算部3は、1つの第n基地局BSnについてのみ自律測位距離rnが電波測位距離Rnよりも大きいかどうかを確認し、1つの基地局についてのみ自律測位距離rnが電波測位距離Rnよりも大きいときはステップST09に進み、それ以外のとき、すなわち、2つ以上の基地局について自律測位距離rnが電波測位距離Rnよりも大きいときはステップST08に進む。ステップST08では、測位位置演算部3は、自律測位距離rnが電波測位距離Rnよりも大きい基地局の基地局位置Snおよび電波測位距離Rnの情報を用いて電波測位位置Mを求めて、電波測位位置Mを測位位置として走行ルート内判定部4に出力し、選択測位情報として第一電波測位を示す信号を走行ルート内判定部4および誤差推定部5に出力し、ステップST10に進む。
In step ST07, the positioning position calculator 3 checks whether the autonomous positioning distance r n is greater than the radio positioning distance R n only for one n-th base station BSn, and determines whether the autonomous positioning distance r n for only one base station BSn. If n is greater than the radio positioning distance Rn , proceed to step ST09; otherwise, that is, if the autonomous positioning distance rn for two or more base stations is greater than the radio positioning distance Rn , proceed to step ST08. move on. In step ST08, the positioning position calculator 3 obtains the radio positioning position M using the base station position Sn of the base station whose autonomous positioning distance rn is greater than the radio positioning distance Rn and the information on the radio positioning distance Rn . Then, it outputs the radio wave positioning position M as the measured position to the travel
図2に示す例では、自律測位距離r1が電波測位距離R1よりも大きく、自律測位距離r2が電波測位距離R2よりも大きく、2つ以上の基地局について自律測位距離rnが電波測位距離Rnよりも大きいので、測位位置演算部3は、自律測位距離r1が電波測位距離R1よりも大きい第1基地局BS1の基地局位置S1および電波測位距離R1と、自律測位距離r2が電波測位距離R2よりも大きい第2基地局BS2の基地局位置S2および電波測位距離R2とから、電波測位位置Aを求めて、電波測位位置Aを測位位置として走行ルート内判定部4に出力し、選択測位情報として第一電波測位を示す信号を走行ルート内判定部4および誤差推定部5に出力する。自律測位距離rnが電波測位距離Rnよりも大きいときは、マルチパスが発生せずに電波測位距離Rnとして正確な値が得られている可能性が高いため、自律測位距離rnが電波測位距離Rnよりも大きい基地局の基地局位置Snおよび電波測位距離Rnの情報を用いて電波測位位置Mを求めることにより、マルチパスによる影響を受けずに電波測位位置Mを求めることができる。
In the example shown in FIG. 2, the autonomous positioning distance r1 is greater than the radio positioning distance R1 , the autonomous positioning distance r2 is greater than the radio positioning distance R2 , and two or more base stations have autonomous positioning distances rn . Since the radio positioning distance Rn is greater than the radio positioning distance Rn , the positioning position calculation unit 3 calculates the base station position S1 of the first base station BS1 whose autonomous positioning distance r1 is greater than the radio positioning distance R1 and the radio positioning distance R1 , From the base station position S2 of the second base station BS2 whose autonomous positioning distance r2 is greater than the radio positioning distance R2 and the radio positioning distance R2 , the radio positioning position A is obtained, and the radio positioning position A is used as the positioning position. It outputs to the traveling route inside
ステップST09では、測位位置演算部3は、自律測位距離rnが電波測位距離Rnよりも大きい第n基地局BSnを選択基地局とし、選択基地局の電波測位距離Rnを選択電波測位距離とし、選択基地局の基地局位置Snから自律測位位置uの方向の選択電波測位距離Rnの位置を電波測位位置Mとし、電波測位位置Mを測位位置として走行ルート内判定部4に出力し、選択測位情報として第二電波測位を示す信号を走行ルート内判定部4および誤差推定部5に出力し、ステップST10に進む。
In step ST09, the positioning position calculator 3 selects the n-th base station BSn whose autonomous positioning distance rn is greater than the radio positioning distance Rn , and selects the radio positioning distance Rn of the selected base station. , the position of the selected radio wave positioning distance R n in the direction from the base station position Sn of the selected base station to the autonomous positioning position u is set as the radio wave positioning position M, and the radio wave positioning position M is output to the traveling
図3に示す例では、自律測位距離r1’が電波測位距離R1よりも大きく、自律測位距離r2’が電波測位距離R2以下であり、1つの第1基地局BS1についてのみ自律測位距離rnが電波測位距離Rnよりも大きいので、測位位置演算部3は、自律測位距離r1’が電波測位距離R1よりも大きい第1基地局BS1を選択基地局とし、選択基地局の電波測位距離R1を選択電波測位距離とする。さらに、選択基地局の基地局位置S1から自律測位位置bの方向の選択電波測位距離R1の位置を電波測位位置Bとし、電波測位位置Bを測位位置として走行ルート内判定部4に出力し、選択測位情報として第二電波測位を示す信号を走行ルート内判定部4および誤差推定部5に出力する。自律測位距離r2’が電波測位距離R2以下であるので、マルチパスによって電波測位距離R2の大きさが実際の距離よりも大きな値となっている可能性があるため、第1基地局BS1の基地局位置S1および電波測位距離R1の情報と、自律測位位置bの情報とを用いて、電波測位位置Bを求めることにより、マルチパスの影響を受けずに測位位置を求めることができる。また、このようにして求めた電波測位位置Bは、正しい測位位置Pに対して常に自律測位位置bよりも近い位置にある。
In the example shown in FIG. 3, the autonomous positioning distance r 1 ′ is greater than the radio positioning distance R 1 , the autonomous positioning distance r 2 ′ is less than or equal to the radio positioning distance R 2 , and only one first base station BS1 is autonomously positioned. Since the distance r n is greater than the radio positioning distance R n , the positioning position calculator 3 selects the first base station BS1 whose autonomous positioning distance r 1 ′ is greater than the radio positioning distance R 1 as the selected base station. The radio positioning distance R1 is set as the selected radio positioning distance. Furthermore, the position of the selected radio wave positioning distance R 1 in the direction from the base station position S 1 of the selected base station to the autonomous positioning position b is set as the radio wave positioning position B, and the radio wave positioning position B is output to the traveling
図6は、図3に示す例において、実施の形態1における測位位置演算部3によって求められた電波測位位置Bと自律測位位置bの位置関係を示す図である。図6は、図3に示す例における第1基地局BS1、電波測位位置Bおよび自律測位位置bの位置関係を示している。図6においては、第1基地局BS1の位置を原点Oとし、正しい測位位置Pはx軸上にあり、正しい測位位置Pと原点Oにある第1基地局BS1との距離は電波測位距離R1であるものとし、x軸に直交する軸をy軸としている。また、角bOPをθとし、0<θ<πとする。このとき、線分bPの長さの二乗は以下の式(1)で表され、線分BPの長さの二乗は以下の式(2)で表され、線分bPの長さの二乗から線分BPの長さの二乗を引いた値は以下の式(3)で表される。
FIG. 6 is a diagram showing the positional relationship between the radio positioning position B and the autonomous positioning position b obtained by the positioning position calculator 3 in
ここで、式(3)において、0<θ<πにおいてcosθの最大値は1であるので、(r1’+R1-2R1cosθ)の最小値は(r1’-R1)となる。図3および図6は、自律測位距離r1’が電波測位距離R1よりも大きい例を示しているため、(r1’-R1)は常に正となり、式(3)に示された線分bPの長さの二乗から線分BPの長さの二乗を引いた値は常に正となる。よって、線分BPの長さは線分bPの長さよりも常に短いこととなり、電波測位位置Bは常に自律測位位置bよりも正しい測位位置Pに近い位置にある。よって、複数の基地局からの電波信号が受信できない場合でも、1つの基地局からの電波信号が受信できて、自律測位距離が電波測位距離よりも大きいときは、自律測位位置bよりも正しい測位位置Pに近い位置にある電波測位位置Bを測位位置として出力することができる。 Here, in equation (3), since the maximum value of cos θ is 1 when 0<θ<π, the minimum value of (r 1 '+R 1 -2R 1 cos θ) is (r 1 '-R 1 ). . 3 and 6 show an example in which the autonomous positioning range r 1 'is greater than the radio positioning range R 1 , so (r 1 '−R 1 ) is always positive, and is shown in equation (3). The value obtained by subtracting the square of the length of the line segment BP from the square of the length of the line segment bP is always positive. Therefore, the length of the line segment BP is always shorter than the length of the line segment bP, and the radio positioning position B is always closer to the correct positioning position P than the autonomous positioning position b. Therefore, even if radio signals from multiple base stations cannot be received, if the radio signal from one base station can be received and the autonomous positioning distance is greater than the radio positioning distance, the positioning is more correct than the autonomous positioning position b. A radio positioning position B located near the position P can be output as the positioning position.
図5に示すフローチャートにおいて、ステップST10では、走行ルート内判定部4は、測位位置演算部3から選択測位情報および測位位置を取得する。ステップST10では、走行ルート内判定部4が取得する選択測位情報は第一電波測位または第二電波測位であり、走行ルート内判定部4が取得する測位位置は電波測位位置Mである。ステップST10では、走行ルート内判定部4は、電波測位位置Mである測位位置があらかじめ定められた走行ルート範囲20にあるかどうかを確認し、電波測位位置Mである測位位置があらかじめ定められた走行ルート範囲20にあるときはステップST11に進み、電波測位位置Mである測位位置があらかじめ定められた走行ルート範囲20の外側にあるときはステップST12に進む。
In the flowchart shown in FIG. 5 , in step ST<b>10 , the travel route inside
ステップST11では、走行ルート内判定部4は、電波測位位置Mである測位位置を最終測位位置として出力し、ステップST13に進む。ステップST12では、走行ルート内判定部4は、自律測位装置2から自律測位位置uを取得し、自律測位位置uを最終測位位置として出力し、測位位置変更信号を誤差推定部5に出力し、ステップST13に進む。電波測位位置Mである測位位置があらかじめ定められた走行ルート範囲20の外側にあるときは、電波測位距離が、装置の異常あるいはノイズの影響で実施の距離よりも短くなっている可能性がある。そのため、電波測位位置Mである測位位置があらかじめ定められた走行ルート範囲20の外側にあるときに自律測位位置uを最終測位位置として出力することにより、実際の距離よりも短くなっている電波測位距離の情報を使うことを避けることができる。
In step ST11, the traveling route inside
ステップST13では、誤差推定部5は、測位位置演算部3の出力および走行ルート内判定部4の出力から車両10の進行方向として取りうる全ての方向の推定誤差値を含む全方位推定誤差を求めて出力し、出力した全ての方向の推定誤差値を前回推定誤差値として記憶し、処理を終了する。具体的には、ステップST13では、誤差推定部5は、選択測位情報として自律測位を取得したとき、あるいは、測位位置変更信号を取得したときには、全ての方向において前回推定誤差値に自律測位誤差を加えた値を新たな推定誤差値とした全方位推定誤差を出力し、測位位置変更信号を取得せず、選択測位情報として第一電波測位を取得したときには、全ての方向において電波測位誤差を推定誤差値とした全方位推定誤差を出力し、測位位置変更信号を取得せず、選択測位情報として第二電波測位を取得したときには、測位方向の推定誤差値として電波測位誤差を出力し、測位方向を除く方向において、前回推定誤差値に自律測位誤差を加えた値を推定誤差値として出力する。
In step ST13, the
図7および図8を用いて、推定誤差について説明する。図7は、図3に示す例において実施の形態1における測位位置演算部3によって電波測位位置Bが測位位置として求められたときの実際の推定誤差30を説明するための図である。図8は、図7における角度φを説明するための図である。図7において、第1基地局BS1から正しい測位位置Pを見た方向をx軸の正の方向として、各方向の推定誤差値を原点0からの距離によって表したものが点線で示した推定誤差30である。図8は、第1基地局BS1の位置を原点Oとし、正しい測位位置Pはx軸上にあり、正しい測位位置Pと原点Oにある第1基地局BS1との距離は電波測位距離R1であるものとし、x軸に直交する軸をy軸としている。図8において、自律測位位置bは正しい測位位置Pから自律測位による推定誤差値dだけ離れた位置にある。原点Oを中心とする半径R1の円と正しい測位位置Pを中心とする半径dの円との交点を点Qとしたとき、角QOPをφとする。φは、例えば以下の式(4)によって表される角度である。
The estimation error will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. FIG. 7 is a diagram for explaining the
図7に示すように、推定誤差30は、第1基地局BS1から正しい測位位置Pを見た方向であるx軸の正方向の推定誤差値が電波測位誤差Dとなる。推定誤差30は、x軸の正方向を0度としたときに、角度が増えるにしたがって推定誤差値が大きくなり、x軸との角度がφ以上となった範囲においては推定誤差値がdとなる。なお、自律測位による推定誤差値dは、時間の経過とともに増加する。図7において、原点0からEBまでの距離は角度がθのときの推定誤差値であり、原点0からEBまでの距離は電波測位誤差Dよりも大きく自律測位による推定誤差値dよりも小さい。図7において、原点0からEQまでの距離は角度がφのときの推定誤差値であり、原点0からEQまでの距離は自律測位による推定誤差値dとなる。ただし、実際の運用においては、正しい測位位置Pの位置は分からないが、電波測位距離R1が自律測位による推定誤差値dに比べて十分に大きいので、誤差推定部5においては、φ=0として、図7における推定誤差30を、x軸の正方向の推定誤差値を電波測位誤差Dとし、x軸の正方向を除く方向の推定誤差値を自律測位による推定誤差値dとした全方位推定誤差を出力する。
As shown in FIG. 7, for the estimated
図9は、実施の形態1における誤差推定部5から出力される全方位推定誤差の例を示す図である。図9は、車両10が平面上にある出発地PSから目的地PEまでの走行ルート範囲20の中を走行し、実施の形態1による測位装置100によって走行中に測位位置が示され、測位装置100において常に図3に示されるような1つの第1基地局BS1についてのみ自律測位距離r1’が電波測位距離R1よりも大きい状態で処理が行われたときの全方位推定誤差を示している。図9においては、説明を容易にするために、電波測位誤差Dを0とし、自律測位による推定誤差値dは時間の経過にかかわらず一定の大きさであるとしている。測位位置として出発地PSを出力したときの全方位推定誤差EE1は、第1基地局BS1から測位位置である出発地PSに向かう方向の推定誤差値が電波測位誤差Dである0であり、その他の方向が自律測位による推定誤差値dである。車両10が出発地PSから経由地P1まで進む間に、第1基地局BS1から測位位置に向かう方向が変化し、測位位置として経由地P1を出力したときの全方位推定誤差EE2は、全方位推定誤差EE1に比べて推定誤差値が電波測位誤差Dである0となっている角度が大きくなっている。車両10が経由地P1において右に90度回転したときの全方位推定誤差EE3では、推定誤差値が電波測位誤差Dである0となっている角度がさらに大きくなる。全方位推定誤差EE4は測位位置として経由地P2を出力したときのものであり、全方位推定誤差EE5は車両10が経由地P2において右に90度回転したときのものであり、全方位推定誤差EE6は測位位置として経由地P3を出力したときのものであり、全方位推定誤差EE7は車両10が経由地P3において右に90度回転したときのものであり、全方位推定誤差EE8は測位位置として目的地PEを出力したときのものである。全方位推定誤差は、車両10が出発地PSから目的地PEに向かって走行ルートを進むにとともに、推定誤差値が電波測位誤差Dとなる角度が大きくなる。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the omnidirectional estimation error output from the
なお、実施の形態1においては、走行ルート範囲20は平面上にあるものとして説明したが、走行ルート範囲20は3次元空間内にあってもよい。また、車両10が電磁誘導線によって走行ルートの範囲を制御されるものである場合は、電磁誘導線が設置されている範囲を走行ルート範囲20としてもよい。図2から図4においては、基地局が2つの場合を示したが、基地局の数は1つ以上であればよく、複数であってもよい。実施の形態1においては、基地局は地上に設置されているものとして説明したが、基地局はGNSSの衛星であってもよい。基地局がGNSSの衛星である場合は、例えば、2つ以上の基地局からの電波信号を受信し、電波信号から時計誤差を補正した後に実施の形態1に示した処理を行えばよい。実施の形態1による測位装置100の出力を車両10の制御で用いるときは、それぞれの方向の推定誤差値に合わせて余裕を持たせた制御を行ってもよい。
In the first embodiment, the
図10は、実施の形態1による測位装置100の出力を用いた車両の制御の例を説明するための図である。図10は、測位装置100が設置された車両10が平面上にある出発地PSから目的地PEまでの走行ルート範囲20の中を走行しているときの様子を示している。図10は、車両10が実際の位置である正しい測位位置Pを走行中に、測位装置100から測位位置Dおよび全方位推定誤差EE10が出力されている様子を示しており、白抜き矢印は測位位置Dが出力されたときの車両10の進行方向を示している。図10に示す例では、車両10の進行方向と逆方向の推定誤差値が大きな値であり、車両10の実際の位置である正しい測位位置Pは測位位置Dよりも進行方向の前方に位置している。このように、車両10の進行方向と逆方向の推定誤差値が大きな値であり、例えば、車両10の進行方向と逆方向の推定誤差値があらかじめ定められたしきい値よりも大きい場合は、車両10の実際の位置である正しい測位位置Pは測位位置Dよりも進行方向の前方に位置している可能性が大きいので、走行ルート範囲20の端に近い部分を走行することを考慮して、車両10の速度を落とす制御を行う。また、車両10の進行方向と逆方向の推定誤差値が小さな値であり、例えば、車両10の進行方向と逆方向の推定誤差値があらかじめ定められたしきい値を超えない場合は、車両10の実際の位置である正しい測位位置Pは測位位置Dよりも進行方向の前方に位置している可能性が小さいので、車両10の速度を維持する制御を行い、時間が無駄にかからないように走行する。
FIG. 10 is a diagram for explaining an example of vehicle control using the output of the
また、実施の形態1による測位装置100は、走行ルート内判定部4を備えない構成としてもよい。この場合は、測位位置演算部3の出力である測位位置がそのまま測位装置100の出力である測位位置となる。また、誤差推定部5は、測位位置演算部3から選択測位情報として自律測位を取得したときには、全ての方向において、前回推定誤差値にあらかじめ定められた自律測位誤差を加えた値を推定誤差値として出力し、測位位置演算部3から選択測位情報として第一電波測位を取得したときには、全ての方向において、あらかじめ定められた電波測位誤差を推定誤差値として出力し、測位位置演算部から選択測位情報として第二電波測位を取得したときには、測位方向の推定誤差値として電波測位誤差を出力し、測位方向を除く方向において、前回推定誤差値に自律測位誤差を加えた値を推定誤差値として出力する。
Further, the
以上のように、実施の形態1による測位装置100は、車両10に設置され、車両10の測位位置を出力する測位装置100であって、1つ以上の基地局からの電波信号を受信し、それぞれの基地局について、基地局から車両10までの距離である電波測位距離および基地局の位置である基地局位置の情報を出力する電波測位装置1と、自律航法によって検出した車両10の位置を自律測位位置として出力する自律測位装置と、電波測位装置1の出力および自律測位装置2の出力から測位位置を求めて出力する測位位置演算部3とを備え、測位位置演算部3は、それぞれの基地局について、基地局から自律測位位置までの距離である自律測位距離を求め、全ての基地局について自律測位距離が電波測位距離以下のときに自律測位位置を測位位置として出力し、2つ以上の基地局について自律測位距離が電波測位距離よりも大きいときは、自律測位距離が電波測位距離よりも大きい基地局の基地局位置および電波測位距離を用いて電波測位位置を求めて測位位置として出力し、1つの基地局についてのみ自律測位距離が電波測位距離よりも大きいときは、自律測位距離が電波測位距離よりも大きい基地局を選択基地局とし、選択基地局の電波測位距離を選択電波測位距離とし、選択基地局から自律測位位置の方向の選択電波測位距離の位置を電波測位位置とし、電波測位位置を測位位置として出力するので、1つの基地局からの電波を受信できたときに測位位置の誤差を削減することができる。
As described above, the
図11は、実施の形態1による測位装置のハードウェア構成の一例を示す模式図である。測位位置演算部3、走行ルート内判定部4および誤差推定部5は、メモリ202に記憶されたプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ201によって実現される。メモリ202は、プロセッサ201が実行する各処理における一時記憶装置としても使用される。また、複数の処理回路が連携して上記機能を実行してもよい。さらに、専用のハードウェアによって上記機能を実現してもよい。専用のハードウェアによって上記機能を実現する場合は、専用のハードウェアは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ASIC、FPGA、あるいは、これらを組み合わせたものである。上記機能は、専用ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、あるいは、専用ハードウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現してもよい。メモリ202は、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリ、EPROMなどの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、または、これらを組み合わせたものである。プロセッサ201、メモリ202、電波測位装置1および自律測位装置2は、互いにバス接続されている。
11 is a schematic diagram showing an example of the hardware configuration of the positioning device according to
本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
したがって、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。
Although the present application describes exemplary embodiments, the various features, aspects, and functions described in the embodiments are not limited to application of particular embodiments, alone or Various combinations are applicable to the embodiments.
Therefore, countless modifications not illustrated are envisioned within the scope of the technology disclosed in the present application. For example, the modification, addition, or omission of at least one component shall be included.
1 電波測位装置、1a アンテナ、2 自律測位装置、3 測位位置演算部、4 走行ルート内判定部、5 誤差推定部、10 車両、20 走行ルート範囲、30 推定誤差、100 測位装置、201 プロセッサ、202 メモリ。
1 Radio Positioning
Claims (4)
1つ以上の基地局からの電波信号を受信し、それぞれの前記基地局について、前記基地局から前記車両までの距離である電波測位距離および前記基地局の位置である基地局位置の情報を出力する電波測位装置と、
自律航法によって検出した前記車両の位置を自律測位位置として出力する自律測位装置と、
前記電波測位装置の出力および前記自律測位装置の出力から前記測位位置を求めて出力する測位位置演算部とを備え、
前記測位位置演算部は、
それぞれの前記基地局について、前記基地局から前記自律測位位置までの距離である自律測位距離を求め、
全ての前記基地局について前記自律測位距離が前記電波測位距離以下のときに前記自律測位位置を前記測位位置として出力し、
前記電波測位装置が2つ以上の前記基地局からの電波信号を受信し、2つ以上の前記基地局について前記自律測位距離が前記電波測位距離よりも大きいときは、前記自律測位距離が前記電波測位距離よりも大きい前記基地局の前記基地局位置および前記電波測位距離を用いて電波測位位置を求めて前記測位位置として出力し、
1つの前記基地局についてのみ前記自律測位距離が前記電波測位距離よりも大きいときは、前記自律測位距離が前記電波測位距離よりも大きい前記基地局を選択基地局とし、前記選択基地局の前記電波測位距離を選択電波測位距離とし、前記選択基地局から前記自律測位位置の方向の前記選択電波測位距離の位置を前記電波測位位置とし、前記電波測位位置を前記測位位置として出力することを特徴とする測位装置。 A positioning device that is installed in a vehicle and outputs a positioning position of the vehicle,
Receives radio signals from one or more base stations, and outputs, for each of the base stations, radio positioning distance, which is the distance from the base station to the vehicle, and base station position information, which is the position of the base station. a radio positioning device that
an autonomous positioning device that outputs the position of the vehicle detected by autonomous navigation as an autonomous positioning position;
A positioning position calculation unit that obtains and outputs the positioning position from the output of the radio positioning device and the output of the autonomous positioning device,
The positioning position calculation unit,
Obtaining an autonomous positioning distance, which is the distance from the base station to the autonomous positioning position, for each of the base stations;
outputting the autonomous positioning position as the positioning position when the autonomous positioning distance is equal to or less than the radio positioning distance for all the base stations;
When the radio positioning device receives radio signals from two or more of the base stations, and the autonomous positioning distance is greater than the radio positioning distance for the two or more base stations, the autonomous positioning distance is greater than the radio wave determining a radio positioning position using the base station position and the radio positioning distance of the base station greater than the positioning distance, and outputting the radio positioning position as the positioning position;
When the autonomous positioning distance is greater than the radio positioning distance for only one base station, the base station having the autonomous positioning distance greater than the radio positioning distance is selected as a selected base station, and the radio wave of the selected base station is selected. The positioning distance is a selected radio wave positioning distance, the position of the selected radio wave positioning distance in the direction from the selected base station to the autonomous positioning position is the radio wave positioning position, and the radio wave positioning position is output as the positioning position. positioning device.
前記測位位置演算部は、
全ての前記基地局について前記自律測位距離が前記電波測位距離以下のときは、前記測位位置とともに選択測位情報として自律測位を出力し、
前記電波測位装置が2つ以上の前記基地局からの電波信号を受信し、2つ以上の前記基地局について前記自律測位距離の値が前記電波測位距離の値よりも大きいときは、前記測位位置とともに前記選択測位情報として第一電波測位を出力し、
1つの前記基地局についてのみ前記自律測位距離が前記電波測位距離よりも大きいときは、前記測位位置とともに前記選択測位情報として第二電波測位を出力し、
前記走行ルート内判定部は、
前記選択測位情報として前記自律測位を取得したときには、前記測位位置を前記最終測位位置として出力し、
前記選択測位情報として前記第一電波測位または前記第二電波測位を取得し、前記測位位置があらかじめ定められた走行ルート範囲にあるときは、前記測位位置を前記最終測位位置として出力し、
前記選択測位情報として前記第一電波測位または前記第二電波測位を取得し、前記測位位置が前記走行ルート範囲の外側にあるときは、前記自律測位装置から取得した前記自律測位位置を前記最終測位位置として出力することを特徴とする請求項1に記載の測位装置。 A travel route determination unit that obtains and outputs a final positioning position from the output of the positioning position calculation unit and the output of the autonomous positioning device,
The positioning position calculation unit,
when the autonomous positioning distance is less than or equal to the radio positioning distance for all of the base stations, outputting autonomous positioning as selected positioning information together with the positioning position;
When the radio positioning device receives radio signals from two or more of the base stations, and the value of the autonomous positioning distance is greater than the value of the radio positioning distance for two or more of the base stations, the positioning position and output the first radio wave positioning as the selected positioning information,
when the autonomous positioning distance is greater than the radio positioning distance only for one of the base stations, outputting a second radio positioning as the selected positioning information together with the positioning position;
The inside of the traveling route determination unit
when the autonomous positioning is acquired as the selected positioning information, outputting the positioning position as the final positioning position;
Acquiring the first radio positioning or the second radio positioning as the selected positioning information, and outputting the positioning position as the final positioning position when the positioning position is within a predetermined traveling route range,
The first radio positioning or the second radio positioning is obtained as the selected positioning information, and when the positioning position is outside the driving route range, the autonomous positioning position obtained from the autonomous positioning device is used as the final positioning. 2. The positioning device according to claim 1, wherein the position is output.
前記測位位置演算部は、
全ての前記基地局について前記自律測位距離が前記電波測位距離以下のときは、前記測位位置とともに選択測位情報として自律測位を出力し、
前記電波測位装置が2つ以上の前記基地局からの電波信号を受信し、2つ以上の前記基地局について前記自律測位距離の値が前記電波測位距離の値よりも大きいときは、前記測位位置とともに前記選択測位情報として第一電波測位を出力し、
1つの前記基地局についてのみ前記自律測位距離が前記電波測位距離よりも大きいときは、前記測位位置とともに前記選択測位情報として第二電波測位を出力し、前記選択基地局から前記自律測位位置へ向かう方向である測位方向を出力し、
前記誤差推定部は、
前記測位位置演算部から前記選択測位情報として前記自律測位を取得したときには、全ての方向において、前記前回推定誤差値にあらかじめ定められた自律測位誤差を加えた値を前記推定誤差値として出力し、
前記測位位置演算部から前記選択測位情報として前記第一電波測位を取得したときには、全ての方向において、あらかじめ定められた電波測位誤差を前記推定誤差値として出力し、
前記測位位置演算部から前記選択測位情報として前記第二電波測位を取得したときには、前記測位方向の前記推定誤差値として前記電波測位誤差を出力し、前記測位方向を除く方向において、前記前回推定誤差値に前記自律測位誤差を加えた値を前記推定誤差値として出力することを特徴とする請求項1に記載の測位装置。 obtaining and outputting an omnidirectional estimation error including estimation error values in all directions that can be taken as the traveling direction of the vehicle from the output of the positioning position calculation unit, and outputting the estimation error values in all directions that have been output as previous estimation error values; and an error estimator that stores as
The positioning position calculation unit,
when the autonomous positioning distance is less than or equal to the radio positioning distance for all of the base stations, outputting autonomous positioning as selected positioning information together with the positioning position;
When the radio positioning device receives radio signals from two or more of the base stations, and the value of the autonomous positioning distance is greater than the value of the radio positioning distance for two or more of the base stations, the positioning position and output the first radio wave positioning as the selected positioning information,
When the autonomous positioning distance is greater than the radio positioning distance for only one base station, a second radio positioning is output as the selected positioning information together with the positioning position, and the selected base station goes to the autonomous positioning position. Output the positioning direction, which is the direction,
The error estimator is
when the autonomous positioning is acquired as the selected positioning information from the positioning position calculation unit, in all directions, a value obtained by adding a predetermined autonomous positioning error to the previous estimated error value is output as the estimated error value;
when the first radio wave positioning is obtained as the selected positioning information from the positioning position calculation unit, outputting a predetermined radio wave positioning error as the estimated error value in all directions;
When the second radio wave positioning is obtained as the selected positioning information from the positioning position calculation unit, the radio wave positioning error is output as the estimated error value in the positioning direction, and the previous estimation error is output in directions other than the positioning direction. 2. The positioning device according to claim 1, wherein a value obtained by adding the autonomous positioning error to a value is output as the estimated error value.
前記測位位置演算部は、
1つの前記基地局についてのみ前記自律測位距離が前記電波測位距離よりも大きいときは、前記選択基地局から前記自律測位位置へ向かう方向である測位方向を出力し、
前記走行ルート内判定部は、
前記自律測位装置から取得した前記自律測位位置を前記最終測位位置として出力したときは、測位位置変更信号を出力し、
前記誤差推定部は、
前記測位位置演算部から前記選択測位情報として前記自律測位を取得したとき、あるいは、前記走行ルート内判定部から前記測位位置変更信号を取得したときには、全ての方向において前記前回推定誤差値にあらかじめ定められた自律測位誤差を加えた値を前記推定誤差値とした前記全方位推定誤差を出力し、
前記走行ルート内判定部から前記測位位置変更信号を取得せず、前記測位位置演算部から前記選択測位情報として前記第一電波測位を取得したときには、全ての方向においてあらかじめ定められた電波測位誤差を前記推定誤差値とした前記全方位推定誤差を出力し、
前記走行ルート内判定部から前記測位位置変更信号を取得せず、前記測位位置演算部から前記選択測位情報として前記第二電波測位を取得したときには、前記測位方向の前記推定誤差値として前記電波測位誤差を出力し、前記測位方向を除く方向において、前記前回推定誤差値に前記自律測位誤差を加えた値を前記推定誤差値として出力することを特徴とする請求項2に記載の測位装置。 Based on the output of the positioning position calculation unit and the output of the travel route inside determination unit, an omnidirectional estimation error including estimated error values of all directions that can be taken as the traveling direction of the vehicle is obtained and output. An error estimating unit that stores the estimated error value as a previous estimated error value,
The positioning position calculation unit,
when the autonomous positioning distance is greater than the radio positioning distance for only one of the base stations, outputting a positioning direction that is a direction from the selected base station to the autonomous positioning position;
The inside of the traveling route determination unit
when outputting the autonomous positioning position acquired from the autonomous positioning device as the final positioning position, outputting a positioning position change signal;
The error estimator is
When the autonomous positioning is acquired as the selected positioning information from the positioning position calculation unit, or when the positioning position change signal is acquired from the travel route inside determination unit, the previous estimation error value is predetermined in all directions. outputting the omnidirectional estimation error obtained by adding the obtained autonomous positioning error to the estimated error value;
When the first radio wave positioning as the selected positioning information is obtained from the positioning position calculation unit without acquiring the positioning position change signal from the traveling route inside determination unit, a predetermined radio wave positioning error is obtained in all directions. outputting the omnidirectional estimation error as the estimated error value;
When the second radio wave positioning is obtained as the selected positioning information from the positioning position calculation unit without obtaining the positioning position change signal from the traveling route inside determination unit, the radio wave positioning is obtained as the estimated error value of the positioning direction. 3. The positioning apparatus according to claim 2, wherein an error is output, and a value obtained by adding the autonomous positioning error to the previous estimated error value is output as the estimated error value in directions other than the positioning direction.
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