JP7359489B2 - Positioning system, moving object, speed estimation system, positioning method, and speed estimation method - Google Patents
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Description
本願発明は、測位システム、移動体、速度推定システム、測位方法、および速度推定方法に関する。 The present invention relates to a positioning system, a moving object, a speed estimation system, a positioning method, and a speed estimation method.
一般にドローンと呼ばれる小型ヘリコプター(マルチコプター)の応用が進んでいる。その重要な応用分野の一つとして農地(圃場)への農薬や液肥などの散布が挙げられる(たとえば、特許文献1)。比較的狭い農地においては、有人の飛行機やヘリコプタではなくドローンの使用が適しているケースが多い。 Applications of small helicopters (multicopters), commonly called drones, are progressing. One of its important application fields is the spraying of agricultural chemicals, liquid fertilizers, etc. onto farmland (fields) (for example, Patent Document 1). In relatively small agricultural areas, it is often appropriate to use drones rather than manned airplanes or helicopters.
ドローンを使用して、圃場への散布作業を行う場合、電子基準点の座標を用いて基地局の座標値を測位し、当該基地局との相対測位によりドローンの位置を特定する。ここで、基地局の座標値を正確に測位するシステムが必要とされている。 When using a drone to perform spraying work on a field, the coordinates of a base station are determined using the coordinates of an electronic reference point, and the position of the drone is determined by relative positioning with the base station. Here, there is a need for a system that accurately measures the coordinate values of a base station.
例えば、特許文献2には、GPS測位装置の位置情報と慣性測位装置の位置情報との偏差を求め、時系列偏差が設定値よりも大きい場合に異常と判定するハイブリッド型測位装置が開示されている。特許文献3には、複数の測位結果データについて、所定の閾値との比較に応じて、一の測位結果データを選択する測位装置が開示されている。特許文献4には、測位結果の差分と閾値との比較により、測位精度を判定すること、および衛星測位と慣性センサによる測位とを組み合わせる、複合測位による移動体の測位制御装置が開示されている。
For example,
移動体の座標を精度よく測位する、測位システムを提供する。 Provided is a positioning system that accurately determines the coordinates of a moving object.
上記目的を達成するため、本発明の一の観点に係る測位システムは、移動体の座標を測位する測位システムであって、互いに異なる少なくとも2個の基準点をそれぞれ基準として、前記移動体の位置を示す第1座標値および第2座標値を定期的に算出する座標取得部と、前記座標取得部により前回以前に算出された少なくとも前記第1座標値の履歴値を記憶する座標記憶部と、前記第1座標値と前記第1座標値の履歴値との差分を計算する比較部と、前記差分が所定値を超える場合に、前記第2座標値を前記移動体の測位座標として確定する座標確定部と、を備える。 In order to achieve the above object, a positioning system according to one aspect of the present invention is a positioning system for positioning the coordinates of a moving body, the positioning system positioning the moving body based on at least two different reference points. a coordinate acquisition unit that periodically calculates a first coordinate value and a second coordinate value indicating a coordinate value; a coordinate storage unit that stores a history value of at least the first coordinate value calculated before the previous time by the coordinate acquisition unit; a comparison unit that calculates a difference between the first coordinate value and a history value of the first coordinate value; and a coordinate that determines the second coordinate value as the positioning coordinate of the moving body when the difference exceeds a predetermined value. A determination section is provided.
前記座標確定部は、前記差分が前記所定値以下であるとき、前記第1座標値を、前記移動体の測位座標として確定するものとしてもよい。 The coordinate determination unit may determine the first coordinate value as the positioning coordinate of the moving body when the difference is less than or equal to the predetermined value.
前記座標取得部が算出の基準とする前記基準点を決定する基準点決定部をさらに備え、前記基準点決定部は、単独測位で求めた前記移動体の座標に最も近い基準点を、前記算出の基準に決定するものとしてもよい。 The coordinate acquisition unit further includes a reference point determination unit that determines the reference point that is used as a reference for calculation, and the reference point determination unit determines the reference point closest to the coordinates of the mobile body determined by independent positioning. The decision may be made based on the following criteria.
第1の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第1速度を生成し、第2の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を生成する速度計測部と、前記第1速度と前記第1速度の履歴値との差分が所定値を超える場合に、前記第2速度を前記移動体の速度として確定する速度確定部と、をさらに備えるものとしてもよい。 a speed measuring section that generates a first speed indicating the speed of the moving object based on a first satellite signal and a second speed indicating the speed of the moving object based on the second satellite signal; The moving body may further include a speed determination unit that determines the second speed as the speed of the moving body when the difference between the first speed and the history value of the first speed exceeds a predetermined value.
衛星信号を受信する第1のアンテナと第2のアンテナを備え、前記第1のアンテナが受信する前記衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第1速度を生成し、前記第2のアンテナが受信する前記衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を生成する速度計測部と、前記第1速度と前記第1速度の履歴値との差分が所定値を超える場合に、前記第2速度を前記移動体の速度として確定する速度確定部と、をさらに備えるものとしてもよい。 a first antenna and a second antenna that receive a satellite signal; the first antenna generates a first speed indicating the speed of the moving body based on the satellite signal received; and the second antenna a speed measurement unit that generates a second speed indicating the speed of the moving object based on the satellite signal received by the mobile object; and when a difference between the first speed and a history value of the first speed exceeds a predetermined value The vehicle may further include a speed determination unit that determines the second speed as the speed of the moving body.
上記目的を達成するため、本発明の別の観点に係る測位システムは、移動体の座標を測位する測位システムであって、互いに異なる少なくとも2個の基準点をそれぞれ基準として、前記移動体の位置を示す第1座標値および第2座標値を定期的に算出する座標取得部と、前記移動体の加速度に基づいて前記移動体の座標値を推定する座標推定部と、前記第1座標値と前記第2座標値との差分を計算する比較部と、前記差分が所定値を超える場合に、前記加速度に基づいて推定される座標値を移動体の測位座標として確定する座標確定部と、を備える。 In order to achieve the above object, a positioning system according to another aspect of the present invention is a positioning system for positioning the coordinates of a moving body, the positioning system of the moving body being based on at least two different reference points. a coordinate obtaining unit that periodically calculates a first coordinate value and a second coordinate value indicating the first coordinate value; a coordinate estimating unit that estimates the coordinate value of the moving body based on the acceleration of the moving body; a comparison unit that calculates a difference with the second coordinate value; and a coordinate determination unit that determines the coordinate value estimated based on the acceleration as the positioning coordinate of the moving body when the difference exceeds a predetermined value. Be prepared.
第1の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第1速度を生成し、第2の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を生成する速度計測部と、前記第1速度と前記第2速度の差分が所定値を超える場合に、前記加速度に基づいて推定される速度を前記移動体の速度として確定する速度確定部と、をさらに備えるものとしてもよい。 a speed measuring section that generates a first speed indicating the speed of the moving object based on a first satellite signal and a second speed indicating the speed of the moving object based on the second satellite signal; The moving body may further include a speed determination unit that determines the speed estimated based on the acceleration as the speed of the moving body when the difference between the first speed and the second speed exceeds a predetermined value.
衛星信号を受信する第1のアンテナと第2のアンテナを備え、前記第1のアンテナが受信する前記衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第1速度を生成し、前記第2のアンテナが受信する前記衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を生成する速度計測部と、前記第1速度と前記第2速度の差分が所定値を超える場合に、前記第2速度を前記移動体の速度として確定する速度確定部と、を備えるものとしてもよい。 a first antenna and a second antenna that receive a satellite signal; the first antenna generates a first speed indicating the speed of the moving body based on the satellite signal received; and the second antenna a speed measurement unit that generates a second speed indicating the speed of the moving body based on the satellite signal received by the mobile body; The vehicle may further include a speed determination unit that determines the speed of the moving body.
上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係る移動体は、移動中の位置座標を測位する測位システムを有する移動体であって、前記測位システムは上述のいずれかに記載の測位システムである。 In order to achieve the above object, a moving object according to yet another aspect of the present invention is a moving object having a positioning system for positioning position coordinates during movement, the positioning system being any one of the above-mentioned positioning systems. It is a system.
上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係る速度推定システムは、移動体の移動速度を推定する速度推定システムであって、第1の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第1速度を定期的に生成し、第2の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を定期的に生成する速度計測部と、前記速度計測部により前回以前に算出された前記第1速度の履歴値を記憶する速度記憶部と、前記第1速度と前記第1速度の履歴値との差分を計算する比較部と、前記差分が所定値を超える場合に、前記第2速度を前記移動体の速度として確定する速度確定部と、を備える。 In order to achieve the above object, a speed estimation system according to yet another aspect of the present invention is a speed estimation system that estimates the moving speed of a moving object, the speed estimation system estimating the moving speed of the moving object based on a first satellite signal. a speed measuring section that periodically generates a first speed indicating the speed of the moving object based on a second satellite signal, and a speed measuring section that periodically generates a second speed indicating the speed of the moving body based on a second satellite signal; a speed storage unit that stores a history value of the first speed; a comparison unit that calculates a difference between the first speed and the history value of the first speed; and a speed determining unit that determines the second speed as the speed of the moving body.
上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係る速度推定システムは、衛星信号を受信する第1のアンテナと第2のアンテナを備え、前記第1のアンテナが受信する前記衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第1速度を生成し、前記第2のアンテナが受信する前記衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を生成する速度計測部と、前記速度計測部により前回以前に算出された前記第1速度の履歴値を記憶する速度記憶部と、前記第1速度と前記第1速度の履歴値との差分を計算する比較部と、前記差分が所定値を超える場合に、前記第2速度を前記移動体の速度として確定する速度確定部と、を備える。 In order to achieve the above object, a speed estimation system according to yet another aspect of the present invention includes a first antenna and a second antenna that receive satellite signals, and the speed estimation system includes a first antenna that receives a satellite signal, and a second antenna that receives a satellite signal. a speed measurement unit that generates a first speed indicating the speed of the moving body based on the satellite signal received by the second antenna; and a speed measurement unit that generates a second speed indicating the speed of the moving body based on the satellite signal received by the second antenna; a speed storage unit that stores a history value of the first speed calculated before the previous time by a measurement unit; a comparison unit that calculates a difference between the first speed and the history value of the first speed; and a speed determining unit that determines the second speed as the speed of the moving body when the second speed exceeds the value.
上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係る速度推定システムは、移動体の移動速度を推定する速度推定システムであって、第1の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第1速度を定期的に生成し、第2の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を定期的に生成する速度計測部と、前記移動体の加速度に基づいて前記移動体の速度を推定する速度推定部と、前記第1速度と前記第2速度との差分を計算する比較部と、前記差分が所定値を超える場合に、前記加速度に基づいて推定される速度を前記移動体の速度として確定する速度確定部と、を備える。 In order to achieve the above object, a speed estimation system according to yet another aspect of the present invention is a speed estimation system that estimates the moving speed of a moving object, the speed estimation system estimating the moving speed of the moving object based on a first satellite signal. a speed measurement unit that periodically generates a first speed representing the speed of the moving object based on a second satellite signal and a second speed representing the speed of the moving object based on the acceleration of the moving object; a speed estimation unit that estimates the speed of the body; a comparison unit that calculates a difference between the first speed and the second speed; and a speed estimation unit that calculates the speed estimated based on the acceleration when the difference exceeds a predetermined value. and a speed determination unit that determines the speed of the moving body.
上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係る速度推定システムは、衛星信号を受信する第1のアンテナと第2のアンテナを備え、前記第1のアンテナが受信する前記衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第1速度を生成し、前記第2のアンテナが受信する前記衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を生成する速度計測部と、前記移動体の加速度に基づいて前記移動体の速度を推定する速度推定部と、前記第1速度と前記第2速度との差分を計算する比較部と、前記差分が所定値を超える場合に、前記加速度に基づいて推定される速度を前記移動体の速度として確定する速度確定部と、を備える。 In order to achieve the above object, a speed estimation system according to yet another aspect of the present invention includes a first antenna and a second antenna that receive satellite signals, and the speed estimation system includes a first antenna that receives a satellite signal, and a second antenna that receives a satellite signal. a speed measurement unit that generates a first speed indicating the speed of the moving body based on the satellite signal received by the second antenna; and a speed measurement unit that generates a second speed indicating the speed of the moving body based on the satellite signal received by the second antenna; a speed estimation unit that estimates the speed of the moving object based on the acceleration of the body; a comparison unit that calculates the difference between the first speed and the second speed; and when the difference exceeds a predetermined value, the acceleration and a speed determination unit that determines the speed estimated based on the speed of the moving object as the speed of the moving object.
上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係る測位方法は、移動体の座標を測位する測位方法であって、互いに異なる少なくとも2個の基準点をそれぞれ基準として、前記移動体の位置を示す第1座標値および第2座標値を算出する座標取得ステップと、前記第1座標値と前記第2座標値との差分を計算する比較ステップと、前記差分が所定値以下である場合に、前記第1座標値を、前記移動体の測位座標として確定する、座標確定ステップと、を含む。 In order to achieve the above object, a positioning method according to still another aspect of the present invention is a positioning method for positioning the coordinates of a moving body, wherein the coordinates of the moving body are determined using at least two different reference points as reference points. a coordinate acquisition step of calculating a first coordinate value and a second coordinate value indicating a position; a comparison step of calculating a difference between the first coordinate value and the second coordinate value; and a case where the difference is less than or equal to a predetermined value. The method further includes a coordinate determining step of determining the first coordinate value as the positioning coordinate of the moving body.
上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係る測位方法は、移動体の座標を測位する測位方法であって、互いに異なる少なくとも2個の基準点をそれぞれ基準として、前記移動体の位置を示す第1座標値および第2座標値を定期的に算出する座標取得ステップと、前記移動体の加速度に基づいて前記移動体の座標値を推定する座標推定ステップと、前記第1座標値と前記第2座標値との差分を計算する比較ステップと、前記差分が所定値を超える場合に、前記加速度に基づいて推定される座標値を前記移動体の測位座標として確定する座標確定ステップと、を含む。 In order to achieve the above object, a positioning method according to still another aspect of the present invention is a positioning method for positioning the coordinates of a moving body, wherein the coordinates of the moving body are determined using at least two different reference points as reference points. a coordinate obtaining step of periodically calculating a first coordinate value and a second coordinate value indicating a position; a coordinate estimation step of estimating the coordinate value of the moving body based on the acceleration of the moving body; and the first coordinate value. and the second coordinate value, and if the difference exceeds a predetermined value, a coordinate determination step of determining the coordinate value estimated based on the acceleration as the positioning coordinate of the moving body. ,including.
上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係る速度推定方法は、移動体の移動速度を推定する速度推定方法であって、第1の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第1速度を定期的に生成し、第2の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を定期的に生成する速度計測ステップと、前記速度計測ステップにより前回以前に算出された前記第1速度の履歴値を記憶する速度記憶ステップと、前記第1速度と前記第1速度の履歴値との差分を計算する比較ステップと、前記差分が所定値を超える場合に、前記第2速度を前記移動体の速度として確定する速度確定ステップと、を含む。 In order to achieve the above object, a speed estimation method according to yet another aspect of the present invention is a speed estimation method for estimating the moving speed of a moving object, the speed of the moving object being estimated based on a first satellite signal. a speed measuring step of periodically generating a first speed representing the speed of the moving object based on a second satellite signal, and a speed measuring step of periodically generating a second speed representing the speed of the moving object based on a second satellite signal; a speed storage step of storing a history value of the first speed; a comparison step of calculating a difference between the first speed and the history value of the first speed; and a speed determining step of determining the second speed as the speed of the moving body.
上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係る速度推定方法は、移動体の移動速度を推定する速度推定方法であって、第1の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第1速度を定期的に生成し、第2の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を定期的に生成する速度計測ステップと、前記移動体の加速度に基づいて前記移動体の速度を推定する速度推定ステップと、前記第1速度と前記第2速度との差分を計算する比較ステップと、前記差分が所定値を超える場合に、前記加速度に基づいて推定される速度を前記移動体の速度として確定する速度確定ステップと、を含む。 In order to achieve the above object, a speed estimation method according to yet another aspect of the present invention is a speed estimation method for estimating the moving speed of a moving object, the speed of the moving object being estimated based on a first satellite signal. a speed measuring step of periodically generating a first speed representing the speed of the moving object based on a second satellite signal, and periodically generating a second speed representing the speed of the moving object based on the acceleration of the moving object; a speed estimation step of estimating the speed of the body; a comparison step of calculating a difference between the first speed and the second speed; and when the difference exceeds a predetermined value, the speed estimated based on the acceleration is calculated. and a speed determining step of determining the speed of the moving body.
移動体の座標を精度よく測位することができる。 The coordinates of a moving object can be determined with high precision.
以下、図を参照しながら、本願発明を実施するための形態について説明する。図はすべて例示である。以下の詳細な説明では、説明のために、開示された実施形態の完全な理解を促すために、ある特定の詳細について述べられている。しかしながら、実施形態は、これらの特定の詳細に限られない。また、図面を単純化するために、周知の構造および装置については概略的に示されている。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. All figures are illustrative. In the detailed description that follows, for purposes of explanation, certain specific details are set forth to facilitate a thorough understanding of the disclosed embodiments. However, embodiments are not limited to these specific details. In other instances, well-known structures and devices are shown schematically in order to simplify the drawings.
まず、本発明にかかる移動体の例である、ドローンの構成について説明する。本願明細書において、ドローンとは、動力手段(電力、原動機等)、操縦方式(無線であるか有線であるか、および、自律飛行型であるか手動操縦型であるか等)を問わず、複数の回転翼を有する飛行体全般を指すこととする。 First, the configuration of a drone, which is an example of a mobile object according to the present invention, will be explained. In this specification, a drone refers to a drone, regardless of its power means (electric power, prime mover, etc.), control method (wireless or wired, autonomous flight type or manually operated type, etc.). This refers to all flying vehicles with multiple rotary wings.
図1乃至図5に示すように、回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4b(ローターとも呼ばれる)は、ドローン100を飛行させるための手段であり、飛行の安定性、機体サイズ、および、電力消費量のバランスを考慮し、8機(2段構成の回転翼が4セット)備えられている。各回転翼101は、ドローン100の筐体110からのび出たアームにより筐体110の四方に配置されている。すなわち、進行方向左後方に回転翼101-1a、101-1b、左前方に回転翼101-2a、101-2b、右後方に回転翼101-3a、101-3b、右前方に回転翼101-4a、101-4bがそれぞれ配置されている。なお、ドローン100は図1における紙面下向きを進行方向とする。
As shown in FIGS. 1 to 5, the rotary blades 101-1a, 101-1b, 101-2a, 101-2b, 101-3a, 101-3b, 101-4a, 101-4b (also called rotors) are It is a means to fly 100 drones, and is equipped with 8 aircraft (4 sets of two-stage rotor blades), taking into account the balance of flight stability, aircraft size, and power consumption. Each rotor blade 101 is arranged on the four sides of the
回転翼101の各セットの外周には、略円筒形を形成する格子状のプロペラガード115-1,115-2,115-3,115-4が設けられ、回転翼101が異物と干渉しづらくなるようにしている。図2および図3に示されるように、プロペラガード115-1,115-2,115-3,115-4を支えるための放射状の部材は水平ではなくやぐら状の構造である。衝突時に当該部材が回転翼の外側に座屈することを促し、ローターと干渉することを防ぐためである。 Grid-like propeller guards 115-1, 115-2, 115-3, and 115-4 each having a substantially cylindrical shape are provided around the outer periphery of each set of rotary blades 101 to prevent the rotary blades 101 from interfering with foreign objects. As shown in FIGS. 2 and 3, the radial members for supporting the propeller guards 115-1, 115-2, 115-3, and 115-4 are not horizontal but have a tower-like structure. This is to encourage the member to buckle to the outside of the rotor blade in the event of a collision, and to prevent interference with the rotor.
回転翼101の回転軸から下方には、それぞれ棒状の足107-1,107-2,107-3,107-4が伸び出ている。 Rod-shaped legs 107-1, 107-2, 107-3, and 107-4 extend downward from the rotation axis of the rotor blade 101, respectively.
モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、102-4a、102-4bは、回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4bを回転させる手段(典型的には電動機だが発動機等であってもよい)であり、一つの回転翼に対して1機設けられている。モーター102は、推進器の例である。1セット内の上下の回転翼(たとえば、101-1aと101-1b)、および、それらに対応するモーター(たとえば、102-1aと102-1b)は、ドローンの飛行の安定性等のために軸が同一直線上にあり、かつ、互いに反対方向に回転する。 Motors 102-1a, 102-1b, 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 102-4a, 102-4b are rotary blades 101-1a, 101-1b, 101-2a, 101- 2b, 101-3a, 101-3b, 101-4a, 101-4b (typically an electric motor, but a motor etc. may also be used), one for each rotor. It is being Motor 102 is an example of a propulsion device. The upper and lower rotary blades (for example, 101-1a and 101-1b) and the corresponding motors (for example, 102-1a and 102-1b) in one set are for the stability of the drone's flight, etc. The axes are colinear and rotate in opposite directions.
ノズル103-1、103-2、103-3、103-4は、散布物を下方に向けて散布するための手段であり4機備えられている。なお、本願明細書において、散布物とは、農薬、除草剤、液肥、殺虫剤、種、および、水などの圃場に散布される液体または粉体を一般的に指すこととする。 Four nozzles 103-1, 103-2, 103-3, and 103-4 are provided as means for spraying the material downward. In the present specification, the term "sprayed material" generally refers to liquid or powder sprayed onto a field, such as agricultural chemicals, herbicides, liquid fertilizers, insecticides, seeds, and water.
タンク104は散布物を保管するためのタンクであり、重量バランスの観点からドローン100の重心に近い位置でかつ重心より低い位置に設けられている。ホース105は、タンク104と各ノズル103-1、103-2、103-3、103-4とを接続する手段であり、硬質の素材から成り、当該ノズルを支持する役割を兼ねていてもよい。ポンプ106は、散布物をノズルから吐出するための手段である。
The
図6に本願発明に係るドローン100の飛行制御システムの全体概念図を示す。本図は模式図であって、縮尺は正確ではない。同図において、ドローン100、操作器401、基地局404およびサーバ405が移動体通信網400を介して互いに接続されている。これらの接続は、移動体通信網400に代えてWi-Fiによる無線通信を行ってもよいし、一部又は全部が有線接続されていてもよい。また、構成要素間において、移動体通信網400に代えて、又は加えて、直接接続する構成を有していてもよい。
FIG. 6 shows an overall conceptual diagram of a flight control system for a
ドローン100および基地局404は、GPS等のGNSSの測位衛星410と通信を行い、ドローン100および基地局404の座標を取得する。ドローン100および基地局404が通信する測位衛星410は複数あってもよい。
The
操作器401は、使用者の操作によりドローン100に指令を送信し、また、ドローン100から受信した情報(たとえば、位置、散布物の貯留量、電池残量、カメラ映像等)を表示するための手段であり、コンピューター・プログラムを稼働する一般的なタブレット端末等の携帯情報機器によって実現されてよい。操作器401は、ユーザインターフェース装置としての入力部および表示部を備える。本願発明に係るドローン100は自律飛行を行なうよう制御されるが、離陸や帰還などの基本操作時、および、緊急時にはマニュアル操作が行なえるようになっていてもよい。携帯情報機器に加えて、緊急停止専用の機能を有する非常用操作器(図示していない)を使用してもよい。非常用操作器は緊急時に迅速に対応が取れるよう大型の緊急停止ボタン等を備えた専用機器であってもよい。さらに、操作器401とは別に、操作器401に表示される情報の一部又は全部を表示可能な小型携帯端末、例えばスマートホンがシステムに含まれていてもよい。小型携帯端末は、例えば基地局404と接続されていて、基地局404を介してサーバ405からの情報等を受信可能である。
The
圃場403は、ドローン100による散布の対象となる田圃や畑等である。実際には、圃場403の地形は複雑であり、事前に地形図が入手できない場合、あるいは、地形図と現場の状況が食い違っている場合がある。通常、圃場403は家屋、病院、学校、他の作物圃場、道路、鉄道等と隣接している。また、圃場403内に、建築物や電線等の侵入者が存在する場合もある。
The
基地局404は、RTK-GNSS基地局として機能し、ドローン100の正確な位置を提供できるようになっている。また、Wi-Fi通信の親機機能等を提供する装置であってもよい。Wi-Fi通信の親機機能とRTK-GNSSの基地局が独立した装置であってもよい。また、基地局404は、3G、4G、およびLTE等の移動通信システムを用いて、サーバ405と互いに通信可能であってもよい。基地局404およびサーバ405は、営農クラウドを構成する。
また、基地局404は、基準点との相対測位によって正確な座標を取得することができる。ここでの、基準点は、いわゆる電子基準点である。電子基準点は、GNSS連続観測点であり、約20km間隔で設置されている。複数の電子基準点の相対的な位置関係は、相対測位を行うことで、100万分の1の精度で得られる。この精度は、隣接する2つの電子基準点の相対的な位置関係を2cmの誤差で得られることを意味する。同様に、基地局404と電子基準点との相対的な位置関係も、100万分の1の精度で得られる。
Furthermore, the
ここで、相対測位は、2点で、同時に4個以上の同じGNSS衛星を観測し、GNSS衛星からの電波信号が2点に到達する時間差を測定して、相対的な位置関係を求める方法である。この基地局404を用いて、RTK-GNSS測位を行うことで、ドローン100の位置を、例えば、数cmの誤差で提供できるようになっている。
Relative positioning is a method of simultaneously observing four or more of the same GNSS satellites at two points and measuring the time difference between the radio signals from the GNSS satellites arriving at the two points to find the relative positional relationship. be. By performing RTK-GNSS positioning using this
図6においては、基地局404の座標は、周辺に配置される基準点D1およびD2の少なくとも1個の座標に基づいて算出される。また、ドローン100の位置座標は、基準点D1およびD2の少なくとも1個の座標、および基地局404の座標に基づいて相対測位により算出される。さらに、基準点D1およびD2の少なくとも1個の座標、および基地局404の座標に基づいて、ドローン100の速度が算出される。基準点は、例えば約20km間隔で設置されている。なお、基準点は、バーチャル基準点(仮想基準点)であってもよい。
In FIG. 6, the coordinates of
サーバ405は、典型的にはクラウドサービス上で運営されているコンピュータ群と関連ソフトウェアであり、操作器401と携帯電話回線等で無線接続されていてもよい。サーバ405は、ハードウェア装置により構成されていてもよい。サーバ405は、ドローン100が撮影した圃場403の画像を分析し、作物の生育状況を把握して、飛行ルートを決定するための処理を行ってよい。また、保存していた圃場403の地形情報等をドローン100に提供してよい。加えて、ドローン100の飛行および撮影映像の履歴を蓄積し、様々な分析処理を行ってもよい。
The
小型携帯端末は例えばスマートホン等である。小型携帯端末の表示部には、ドローン100の運転に関し予測される動作の情報、より具体的にはドローン100が発着地点406に帰還する予定時刻や、帰還時に使用者が行うべき作業の内容等の情報が適宜表示される。また、小型携帯端末からの入力に基づいて、ドローン100の動作を変更してもよい。
The small mobile terminal is, for example, a smart phone. The display section of the small mobile terminal displays information on expected operations regarding the operation of the
通常、ドローン100は圃場403の外部にある発着地点から離陸し、圃場403に散布物を散布した後に、あるいは、散布物の補充や充電等が必要になった時に発着地点に帰還する。発着地点から目的の圃場403に至るまでの飛行経路(侵入経路)は、サーバ405等で事前に保存されていてもよいし、使用者が離陸開始前に入力してもよい。発着地点は、ドローン100に記憶されている座標により規定される仮想の地点であってもよいし、物理的な発着台があってもよい。
Normally, the
図7に本願発明に係る散布用ドローンの実施例の制御機能を表したブロック図を示す。フライトコントローラー501は、ドローン全体の制御を司る構成要素であり、具体的にはCPU、メモリー、関連ソフトウェア等を含む組み込み型コンピュータであってよい。フライトコントローラー501は、操作器401から受信した入力情報、および、後述の各種センサーから得た入力情報に基づき、ESC(Electronic Speed Control)等の制御手段を介して、モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの回転数を制御することで、ドローン100の飛行を制御する。モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの実際の回転数はフライトコントローラー501にフィードバックされ、正常な回転が行なわれているかを監視できる構成になっている。あるいは、回転翼101に光学センサー等を設けて回転翼101の回転がフライトコントローラー501にフィードバックされる構成でもよい。
FIG. 7 shows a block diagram showing the control functions of the embodiment of the spraying drone according to the present invention.
フライトコントローラー501が使用するソフトウェアは、機能拡張・変更、問題修正等のために記憶媒体等を通じて、または、Wi-Fi通信やUSB等の通信手段を通じて書き換え可能になっている。この場合において、不正なソフトウェアによる書き換えが行なわれないように、暗号化、チェックサム、電子署名、ウィルスチェックソフト等による保護が行われている。また、フライトコントローラー501が制御に使用する計算処理の一部が、操作器401上、または、サーバ405上や他の場所に存在する別のコンピュータによって実行されてもよい。フライトコントローラー501は重要性が高いため、その構成要素の一部または全部が二重化されていてもよい。
The software used by the
フライトコントローラー501は、通信機530を介して、さらに、移動体通信網400を介して操作器401とやり取りを行ない、必要な指令を操作器401から受信すると共に、必要な情報を操作器401に送信できる。この場合に、通信には暗号化を施し、傍受、成り済まし、機器の乗っ取り等の不正行為を防止できるようにしておいてもよい。基地局404は、移動体通信網400を介した通信機能に加えて、RTK-GNSS基地局の機能も備えている。RTK基地局404の信号とGPS等の測位衛星410からの信号を組み合わせることで、フライトコントローラー501により、ドローン100の絶対位置を数センチメートル程度の精度で測定可能となる。フライトコントローラー501は重要性が高いため、二重化・多重化されていてもよく、また、特定のGPS衛星の障害に対応するため、冗長化されたそれぞれのフライトコントローラー501は別の衛星を使用するよう制御されていてもよい。
The
また、より具体的には、フライトコントローラー501が有するGPSモジュールRTK504により、RTK基地局の信号とGPS測位衛星からの信号を組み合わせることで、ドローン100の絶対位置を測位可能である。GPSモジュールRTK504は重要性が高いため、二重化・多重化されていてもよく、また、特定のGPS測位衛星の障害に対応するため、冗長化されたそれぞれのGPSモジュールRTK504-1、504-2は互いに別の測位衛星410a、410b(図16(a)参照)を使用するよう制御されていてもよい。
More specifically, the absolute position of the
図16(a)に示すように、GPSモジュールRTK504-1、504-2は、それぞれアンテナ504a-1、504a-2を備えている。すなわち、図16(a)に示すように、ドローン100は、2個のアンテナ504a-1、504a-2を備え、それぞれのアンテナ504a-1、504a-2は、互いに異なる測位衛星410a、410bからの衛星信号を受信する。また、図16(b)に示す別の実施形態にかかるドローン100bのように、1個のアンテナ504a-1を備え、当該アンテナ504a-1により複数の測位衛星410a、410bからの衛星信号を受信してもよい。同図においては、アンテナ504a-1が受信する衛星の個数は2個であるが、3個以上あってもよい。さらに、図16(c)に示すさらに別の実施形態にかかるドローン100cのように、複数のアンテナ504a-1、504a-2を備え、それぞれのアンテナ504a-1、504a-2が同じ測位衛星410aからの衛星信号を受信してもよい。
As shown in FIG. 16(a), GPS modules RTK504-1 and 504-2 are provided with
6軸ジャイロセンサー505はドローン機体の互いに直交する3方向の加速度を測定する手段であり、さらに、加速度の積分により速度を計算する手段である。6軸ジャイロセンサー505は、上述の3方向におけるドローン機体の姿勢角の変化、すなわち角速度を測定する手段である。地磁気センサー506は、地磁気の測定によりドローン機体の方向を測定する手段である。気圧センサー507は、気圧を測定する手段であり、間接的にドローンの高度も測定することもできる。レーザーセンサー508は、レーザー光の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段であり、IR(赤外線)レーザーであってもよい。ソナー509は、超音波等の音波の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段である。これらのセンサー類は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよい。また、機体の傾きを測定するためのジャイロセンサー(角速度センサー)、風力を測定するための風力センサーなどが追加されていてもよい。また、これらのセンサー類は、二重化または多重化されていてもよい。同一目的複数のセンサーが存在する場合には、フライトコントローラー501はそのうちの一つのみを使用し、それが障害を起こした際には、代替のセンサーに切り替えて使用するようにしてもよい。あるいは、複数のセンサーを同時に使用し、それぞれの測定結果が一致しない場合には障害が発生したと見なすようにしてもよい。
The 6-
流量センサー510は散布物の流量を測定するための手段であり、タンク104からノズル103に至る経路の複数の場所に設けられている。液切れセンサー511は散布物の量が所定の量以下になったことを検知するセンサーである。
生育診断カメラ512aは、圃場403を撮影し、生育診断のためのデータを取得する手段である。生育診断カメラ512aは例えばマルチスペクトルカメラであり、互いに波長の異なる複数の光線を受信する。当該複数の光線は、例えば赤色光(波長約650nm)と近赤外光(波長約774nm)である。また、生育診断カメラ512aは、可視光線を受光するカメラであってもよい。
The growth diagnosis camera 512a is a means for photographing the
病理診断カメラ512bは、圃場403に生育する作物を撮影し、病理診断のためのデータを取得する手段である。病理診断カメラ512bは、例えば赤色光カメラである。赤色光カメラは、植物に含有されるクロロフィルの吸収スペクトルに対応する周波数帯域の光量を検出するカメラであり、例えば波長650nm付近の帯域の光量を検出する。病理診断カメラ512bは、赤色光と近赤外光の周波数帯域の光量を検出してもよい。また、病理診断カメラ512bとして、赤色光カメラおよびRGBカメラ等の可視光帯域の少なくとも3波長の光量を検出する可視光カメラの両方を備えていてもよい。なお、病理診断カメラ512bはマルチスペクトルカメラであってもよく、波長650nm乃至680nm付近の帯域の光量を検出するものとしてもよい。
The pathological diagnosis camera 512b is a means for photographing crops growing in the
なお、生育診断カメラ512aおよび病理診断カメラ512bは、1個のハードウェア構成により実現されていてもよい。 Note that the growth diagnosis camera 512a and the pathological diagnosis camera 512b may be realized by one hardware configuration.
障害物検知カメラ513はドローン侵入者を検知するためのカメラであり、画像特性とレンズの向きが生育診断カメラ512aおよび病理診断カメラ512bとは異なるため、生育診断カメラ512aおよび病理診断カメラ512bとは別の機器である。スイッチ514はドローン100の使用者402が様々な設定を行なうための手段である。障害物接触センサー515はドローン100、特に、そのローターやプロペラガード部分が電線、建築物、人体、立木、鳥、または、他のドローン等の侵入者に接触したことを検知するためのセンサーである。なお、障害物接触センサー515は、6軸ジャイロセンサー505で代用してもよい。カバーセンサー516は、ドローン100の操作パネルや内部保守用のカバーが開放状態であることを検知するセンサーである。注入口センサー517はタンク104の注入口が開放状態であることを検知するセンサーである。
The obstacle detection camera 513 is a camera for detecting a drone intruder, and the image characteristics and lens orientation are different from the growth diagnosis camera 512a and the pathology diagnosis camera 512b, so it is different from the growth diagnosis camera 512a and the pathology diagnosis camera 512b. It's a different device.
これらのセンサー類はドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。また、ドローン100外部の基地局404、操作器401、または、その他の場所にセンサーを設けて、読み取った情報をドローンに送信してもよい。たとえば、基地局404に風力センサーを設け、風力・風向に関する情報を移動体通信網400経由又はWi-Fi通信経由でドローン100に送信するようにしてもよい。
These sensors may be selected depending on the cost target and performance requirements of the drone, and may be duplicated or multiplexed. Alternatively, a sensor may be provided outside the
フライトコントローラー501はポンプ106に対して制御信号を送信し、吐出量の調整や吐出の停止を行なう。ポンプ106の現時点の状況(たとえば、回転数等)は、フライトコントローラー501にフィードバックされる構成となっている。
LED107は、ドローンの操作者に対して、ドローンの状態を知らせるための表示手段である。LEDに替えて、または、それに加えて液晶ディスプレイ等の表示手段を使用してもよい。ブザーは、音声信号によりドローンの状態(特にエラー状態)を知らせるための出力手段である。通信機530は、3G、4G、およびLTE等の移動体通信網400と接続されており、移動体通信網400を介して基地局、サーバで構成される営農クラウド、操作器と通信可能に接続される。通信機に替えて、または、それに加えて、Wi‐Fi、赤外線通信、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)、NFC等の他の無線通信手段、または、USB接続などの有線通信手段を使用してもよい。スピーカー520は、録音した人声や合成音声等により、ドローンの状態(特にエラー状態)を知らせる出力手段である。天候状態によっては飛行中のドローン100の視覚的表示が見にくいことがあるため、そのような場合には音声による状況伝達が有効である。警告灯521はドローンの状態(特にエラー状態)を知らせるストロボライト等の表示手段である。これらの入出力手段は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。
The
●制御システムの概要
図8に示すように、測位システム1000は、例えばドローン100、ユーザインターフェース装置200、および測位装置600を含むシステムであり、これらはネットワークNWを通じて互いに通信可能に接続されている。測位装置600は、ハードウェア構成であってもよいし、サーバ405上に構成されていてもよい。ドローン100、ユーザインターフェース装置200、および測位装置600は、無線で互いに接続されていてもよいし、一部又は全部が有線により接続されていてもよい。- Overview of Control System As shown in FIG. 8, the
なお、図8に示した構成は例示であり、ある構成要素が別の構成要素を包含していてもよいし、各構成要素が有する機能部は、別の構成要素が有していてもよい。例えば、測位装置600の機能の一部および全部がドローン100に搭載されていてもよい。
Note that the configuration shown in FIG. 8 is an example, and one component may include another component, and the functional section of each component may be included in another component. . For example, some or all of the functions of positioning device 600 may be installed in
ユーザインターフェース装置200は、表示部を備えていればよく、操作器401の機能により実現されてもよい。また、ユーザインターフェース装置200は、パーソナルコンピュータであってもよく、パーソナルコンピュータにインストールされたWebブラウザを介して、Web上のUIに情報を入力し、表示させてもよい。
The user interface device 200 only needs to include a display section, and may be realized by the function of the
●測位装置の機能部(1)
図8に示すように、測位装置600は、情報処理を実行するためのCPU(Central Processing Unit)などの演算装置、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などの記憶装置を備え、これによりソフトウェア資源として少なくとも、基準点決定部610、座標取得部620、比較部630、座標確定部640、座標記憶部650および座標推定部660を有する。●Functional part of positioning device (1)
As shown in FIG. 8, the positioning device 600 includes an arithmetic unit such as a CPU (Central Processing Unit) for performing information processing, and a storage device such as a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory). This includes at least a reference point determination section 610, a coordinate acquisition section 620, a comparison section 630, a coordinate determination section 640, a coordinate storage section 650, and a coordinate estimation section 660 as software resources.
基準点決定部610は、ドローン100の座標値を取得するために用いる基準点を決定する機能部である。
The reference point determination unit 610 is a functional unit that determines a reference point used to obtain the coordinate values of the
基準点決定部610は、互いに異なる少なくとも2個の基準点を選択する。基準点決定部610は、単独測位で求めたドローン100の座標から近い基準点を選択してもよい。基準点決定部610は、例えば単独測位で求められるドローン100の座標から最も近い基準点と、次いで近い基準点を選択してよい。なお、単独測位は、GNSS衛星から送信される衛星の情報を1台のアンテナで受信することにより、衛星から電波が発信されてから受信機に到達するまでに要した時間に基づいて距離を算出する測位手法である。
Reference point determining section 610 selects at least two different reference points. The reference point determination unit 610 may select a reference point that is close to the coordinates of the
基準点決定部610は、単独測位によらず、任意の基準点を座標値取得の基準点として決定してもよい。基準点決定部610は、操作器401などのユーザインターフェース装置を介してドローン100のおおよその位置を取得し、これに基づいて基準点を決定してもよい。また、測位システムの管理者が有する圃場の位置、例えば住所表示等があらかじめシステムに対応付けられていて、当該圃場の位置を参照して比較的近い基準点を決定してもよい。
The reference point determination unit 610 may determine any reference point as the reference point for coordinate value acquisition, without relying on independent positioning. The reference point determination unit 610 may obtain the approximate position of the
座標取得部620は、基準点決定部610により決定される基準点を基準としてドローン100の位置を示す座標値を取得する機能部である。座標取得部620は、決定される基準点の個数に対応する個数の座標値を算出する。本実施形態では、座標取得部620は、第1基準点D1および第2基準点D2(図6参照)を基準として、それぞれ第1座標値および第2座標値を取得する。
The coordinate acquisition unit 620 is a functional unit that acquires coordinate values indicating the position of the
座標取得部620は、定期的に座標値を取得する。移動するドローン100の各時点における座標値を正確に把握するためである。
The coordinate acquisition unit 620 periodically acquires coordinate values. This is to accurately grasp the coordinate values at each point in time of the moving
座標取得部620により取得される座標値は、座標記憶部650に記憶される。座標記憶部650は、少なくとも座標取得部620により前回以前に算出された第1座標値、すなわち第1座標値の履歴値を記憶している。第1座標値の履歴値は、前回取得された第1座標値の前回値であってもよい。座標記憶部650は、次の第1座標値が取得されたとき、記憶されている第1座標値に上書きしてもよいし、複数の第1座標値を計測された順序とともに記憶してもよい。また、座標記憶部650は、第1座標値に加えて第2座標値を記憶してもよい。 The coordinate values acquired by the coordinate acquisition section 620 are stored in the coordinate storage section 650. The coordinate storage unit 650 stores at least the first coordinate values calculated before the previous time by the coordinate acquisition unit 620, that is, the history values of the first coordinate values. The history value of the first coordinate value may be the previous value of the first coordinate value acquired last time. The coordinate storage unit 650 may overwrite the stored first coordinate value when the next first coordinate value is acquired, or may store a plurality of first coordinate values together with the order in which they were measured. good. Further, the coordinate storage unit 650 may store a second coordinate value in addition to the first coordinate value.
比較部630は、座標取得部620により取得した第1基準点を基準として得られる第1座標値と、座標記憶部650に記憶されている、第1座標値の履歴値と、を比較する機能部である。具体的には、比較部630は、第1座標値と、第1座標値の履歴値との差分を算出する。 The comparison unit 630 has a function of comparing the first coordinate value obtained based on the first reference point acquired by the coordinate acquisition unit 620 and the history value of the first coordinate value stored in the coordinate storage unit 650. Department. Specifically, the comparison unit 630 calculates the difference between the first coordinate value and the history value of the first coordinate value.
座標推定部660は、ドローン100の加速度に基づいてドローン100の座標を推定する機能部である。座標推定部660は、ドローン100に搭載されている加速度センサの計測値を2回積分することにより、ドローン100の座標を推定する。本実施形態では、6軸ジャイロセンサ505が加速度センサの機能を有する。例えば、座標推定部660は、第1座標値の前回値の取得時点から現在までに計測される加速度の2回積分値を、第1座標値の前回値に加算することで、現在の座標値を推定してもよい。なお、ドローン100の加速度は、ドローン100に搭載されるセンサによる計測に代えて、ドローン100の外部からドローン100を撮影すること等により計測してもよい。
The coordinate estimation unit 660 is a functional unit that estimates the coordinates of the
座標確定部640は、比較部630による比較の結果に基づいて、ドローン100の測位座標を確定する機能部である。座標確定部640は、当該差分が所定値以下であるとき、第1座標値をドローン100の測位座標とする。ドローン100の速度範囲はあらかじめ決まっているため、第1座標値の前回値からの変化量は、ある程度想定できる。当該変化量がこの想定範囲内にある場合は、反射によるマルチパスの発生、計測誤差および外乱の影響が少ないことが想定され、第1座標値の信頼性が第2座標値により担保される。
The coordinate determination unit 640 is a functional unit that determines the positioning coordinates of the
座標確定部640は、比較部630により算出される第1座標値と第1座標値の履歴値との差分が所定値より大きい場合には、第2座標値をドローン100の測位座標とする。当該所定値は、ドローン100の移動速度に基づいて設定されていてもよい。第1座標値の変化が、ドローン100の移動速度を鑑みた想定範囲を超える場合、取得される第1座標値は、反射によるマルチパスの発生、計測誤差又は外乱により正しい位置を示していない蓋然性が高いためである。また、当該所定値は、ドローン100が発揮し得る移動速度に基づいて一律に設定されていてもよいし、第1座標値又は第2座標値の取得時における移動速度に基づいて算出されてもよい。
If the difference between the first coordinate value calculated by the comparison unit 630 and the history value of the first coordinate value is larger than a predetermined value, the coordinate determining unit 640 sets the second coordinate value as the positioning coordinate of the
また、比較部630により第2座標値と第1座標値の履歴値との差分が所定値以下であるか否かを判定し、座標確定部640は、当該差分が所定値以下であるときに、第2座標値をドローン100の測位座標としてもよい。この構成によれば、第2座標値の信頼性をより確実なものとすることができる。
Further, the comparison unit 630 determines whether the difference between the second coordinate value and the history value of the first coordinate value is less than or equal to a predetermined value, and the coordinate determination unit 640 determines whether the difference between the second coordinate value and the history value of the first coordinate value is less than or equal to the predetermined value. , the second coordinate value may be the positioning coordinate of the
この構成によれば、複数の基準点を参照することで、計測誤差や外乱の影響を排除してドローンの座標を正確に測位することができる。 According to this configuration, by referring to a plurality of reference points, it is possible to eliminate the effects of measurement errors and disturbances and accurately determine the coordinates of the drone.
さらに、座標確定部640は、第1座標値と第1座標値の履歴値との差分が所定値を超えるとき、座標推定部660により加速度に基づいて推定される座標をドローン100の測位座標として確定してもよい。ここで、加速度に基づいて座標を生成する場合、積分演算により加速度の検出誤差が蓄積されるため、加速度に基づいて生成される座標を長時間に渡って採用すると座標の誤差の原因になる。そこで、測位装置600は、第1座標値と第1座標値の履歴値との差分が所定値を超え、加速度に基づいて生成される座標を採用している時間を計測し、当該時間が所定期間以上続いた場合には、加速度に基づいて生成した座標を制御に利用することを停止して、ドローン100に退避動作を行わせてもよい。退避動作は、例えばホバリングであるが、その場に着陸する通常着陸動作、および直ちに回転翼を停止させ、ドローン100を落下させる緊急着陸動作であってもよい。また、当該時間が所定期間以上続いた場合には、別の方法により生成される座標を制御に利用してもよい。別の方法とは、例えば別の基準点を基準として求める方法であるが、この方法には限られない。このような構成によれば、ドローン100の位置制御および速度制御の精度が著しく劣化することを回避できる。
Furthermore, when the difference between the first coordinate value and the history value of the first coordinate value exceeds a predetermined value, the coordinate determining unit 640 uses the coordinates estimated by the coordinate estimating unit 660 based on the acceleration as the positioning coordinates of the
また、座標取得部620は、座標値に代えて、又は加えて、測位衛星410a又は410b(図16(a)参照)からの衛星信号に基づいてドローン100の速度を取得してもよい。例えば、座標取得部620は、所定時間内における座標値の推移に基づいて、当該所定時間内の速度を算出する。このとき、座標記憶部650は、第1測位衛星410aからの衛星信号に基づいて求めた第1速度の履歴値を記憶している。比較部630は、第1速度と、第1速度の履歴値との差分を算出する。座標確定部640は、当該差分が所定値以下である場合に、第1速度をドローン100の速度として確定する。座標確定部640は、当該差分が所定値を超える場合に、第2測位衛星410bからの衛星信号に基づいて求めた第2速度をドローンの速度として確定する。この構成によれば、ドローンの速度を正確に測定することができる。さらに、座標確定部640は、当該差分が所定値を超える場合に、加速度に基づいて速度を推定し、この推定値をドローン100の速度として確定してもよい。また、加速度に基づいて推定した速度を採用している時間を計測し、当該時間が所定期間以上続いた場合には、ドローン100に退避動作を行わせてもよい。また、別の方法により生成される速度を制御に利用してもよい。加速度に基づいて速度を推定する場合にも、積分演算により加速度の検出誤差が蓄積されるため、長時間に渡って採用することは速度の誤差の原因となるためである。
Moreover, instead of or in addition to the coordinate values, the coordinate acquisition unit 620 may acquire the speed of the
●処理フロー(1)
図9を用いて、ドローン100の座標を測位する処理フローを説明する。まず、基準点決定部610により第1基準点D1および第2基準点D2(図6参照)を決定する(S1)。次いで、座標取得部620により、第1基準点D1を基準としてドローン100の第1座標値を取得するとともに、第2基準点D2を基準としてドローン100の第2座標値を取得する(S2)。●Processing flow (1)
A processing flow for positioning the coordinates of the
次いで、比較部630により、第1座標値と第1座標値の履歴値の差分を算出する(S3)。差分が所定値以下か否かを判別し(S4)、所定値以下である場合は、第1座標値をドローン100の座標に確定する(S5)。ステップS4において差分が所定値を超えるときは、第2座標値を測位座標に確定する(S6)。又は、ステップS6において、ドローン100の加速度に基づいてドローン100の座標を推定し、当該推定値を測位座標に確定してもよい。この構成において、加速度に基づいて推定した座標を測位座標として制御に利用している時間が所定時間以上続いているか判定し、該当する場合は、ドローン100に退避動作を行わせてもよい。また、別の方法で推定した座標を測位座標として利用するものとしてもよい。
Next, the comparison unit 630 calculates the difference between the first coordinate value and the history value of the first coordinate value (S3). It is determined whether the difference is less than or equal to a predetermined value (S4), and if it is less than or equal to the predetermined value, the first coordinate value is determined to be the coordinate of the drone 100 (S5). When the difference exceeds a predetermined value in step S4, the second coordinate value is determined as the positioning coordinate (S6). Alternatively, in step S6, the coordinates of the
●測位装置の機能部(2)
図10を用いて、本願発明に係る測位システム1001の第2実施形態に関し、第1実施形態とは異なる部分を中心に説明する。第2実施形態においては、第1座標値と第2座標値との差分が所定以上であるとき、ドローンの加速度に基づいて座標を推定する。●Functional part of positioning device (2)
The second embodiment of the
第2実施形態における測位装置601は、基準点決定部610、座標取得部620、比較部631、座標確定部641および座標推定部660を備える。なお、第1実施形態と同様の構成については、お同じ符号を付した。 The positioning device 601 in the second embodiment includes a reference point determination section 610, a coordinate acquisition section 620, a comparison section 631, a coordinate determination section 641, and a coordinate estimation section 660. Note that the same components as in the first embodiment are given the same reference numerals.
比較部631は、座標取得部620により取得した第1基準点を基準として得られる第1座標値と、第2基準点を基準として得られる第2座標値と、を比較する。具体的には、比較部630は、第1座標値と第2座標値との差分を算出する。 The comparison unit 631 compares the first coordinate value obtained using the first reference point obtained by the coordinate acquisition unit 620 as a reference and the second coordinate value obtained using the second reference point as a reference. Specifically, the comparison unit 630 calculates the difference between the first coordinate value and the second coordinate value.
座標確定部641は、当該差分が所定値以下である場合に、第1座標値をドローン100の測位座標とする。座標確定部640は、当該差分が所定値を超える場合に、座標推定部660により加速度から推定される推定座標値を、ドローン100の測位座標とする。
The coordinate determining unit 641 determines the first coordinate value as the positioning coordinate of the
なお、当該差分が所定値を超える場合に、比較部631により推定座標値と第1座標値又は第2座標値との差分を算出し、座標確定部641は、当該差分が所定値以下である場合に、推定座標値を測位座標としてもよい。推定座標値と第1座標値又は第2座標値との差が小さいことで、推定座標値の信頼性がより担保される。また、座標確定部641は、推定座標値と第1座標値又は第2座標値との差分が所定値以下である場合に、当該第1座標値又は第2座標値を測位座標に採用してもよい。 Note that when the difference exceeds a predetermined value, the comparison unit 631 calculates the difference between the estimated coordinate value and the first coordinate value or the second coordinate value, and the coordinate determination unit 641 determines that the difference is less than or equal to the predetermined value. In this case, the estimated coordinate values may be used as the positioning coordinates. Since the difference between the estimated coordinate value and the first coordinate value or the second coordinate value is small, the reliability of the estimated coordinate value is further ensured. Further, when the difference between the estimated coordinate value and the first coordinate value or the second coordinate value is less than or equal to a predetermined value, the coordinate determining unit 641 adopts the first coordinate value or the second coordinate value as the positioning coordinate. Good too.
また、座標取得部620は、座標値に代えて、又は加えて、基準点に基づいてドローン100の速度を取得してもよい。このとき、比較部630は、第1測位衛星410aから受信される第1衛星信号に基づいて求めた第1速度と、第2測位衛星410bから受信される第2衛星信号に基づいて求めた第2速度との差分を算出する。座標確定部640は、当該差分が所定値以下であるとき、第1速度をドローン100の速度として確定する。座標確定部640は、当該差分が所定値を超える場合に、座標推定部660により算出される速度を、ドローンの速度として確定する。例えば、座標推定部660は、ドローン100の加速度を1回積分することで、ドローン100の速度を算出することができる。この構成によれば、相対測位による速度の算出に誤差が生じた場合にも、ドローンの速度を正確に測定することができる。なお、加速度に基づいて推定した速度を採用している時間を計測し、当該時間が所定期間以上続いた場合には、ドローン100に退避動作を行わせてもよい。また、別の方法により生成される速度を制御に利用してもよい。
Further, the coordinate acquisition unit 620 may acquire the speed of the
このとき、図16(a)に示すように、ドローン100は、複数のアンテナ504a-1、504a-2を備え、アンテナ504a-1、504a-2は、第1測位衛星410aからの第1衛星信号および第2測位衛星410bからの第2衛星信号をそれぞれ受信してもよい。また、図16(b)に示すように、別の実施形態にドローン100bは、1個のアンテナ504a-1により複数の測位衛星410a、410bからの衛星信号を受信してもよい。さらに、図16(c)に示すように、さらに別の実施形態にかかるドローン100cは、複数のアンテナ504a-1、504a-2を備え、アンテナ504a-1、504a-2は、1個の第1測位衛星410aから互いに異なる第1衛星信号および第2衛星信号をそれぞれ受信してもよい。
At this time, as shown in FIG. 16(a), the
●処理フロー(2)
図11に示すように、基準点決定部610により第1基準点D1および第2基準点D2(図6参照)を決定する(S11)。次いで、座標取得部620により、第1基準点D1を基準としてドローン100の第1座標値を取得するとともに、第2基準点D2を基準としてドローン100の第2座標値を取得する(S12)。●Processing flow (2)
As shown in FIG. 11, the reference point determination unit 610 determines a first reference point D1 and a second reference point D2 (see FIG. 6) (S11). Next, the coordinate acquisition unit 620 acquires a first coordinate value of the
次いで、比較部630により、第1座標値と第2座標値の差分を算出する(S13)。差分が所定値以下か否かを判別し(S14)、所定値以下である場合は、第1座標値をドローン100の座標に確定する(S15)。ステップS14において差分が所定値を超える場合に、ドローン100の加速度に基づいてドローン100の座標を推定し、当該推定値を測位座標に確定する(S16)。この構成において、加速度に基づいて推定した座標を測位座標として制御に利用している時間が所定時間以上続いているか判定し、該当する場合は、ドローン100に退避動作を行わせてもよい。また、別の方法で推定した座標を測位座標として利用するものとしてもよい。
●速度推定装置の機能部(1)
図12を用いて、本願発明に係る速度推定システム1002の第1実施形態に関して説明する。速度推定システム1002は、ドローン100の座標に代えて、ドローン100の移動速度を推定するシステムである。なお、測位システム1000と同様の構成については同じ符号を付した。Next, the comparison unit 630 calculates the difference between the first coordinate value and the second coordinate value (S13). It is determined whether the difference is less than or equal to a predetermined value (S14), and if it is less than or equal to the predetermined value, the first coordinate value is determined to be the coordinate of the drone 100 (S15). If the difference exceeds a predetermined value in step S14, the coordinates of the
●Functional part of speed estimation device (1)
A first embodiment of a
速度推定システム1002は、速度推定装置602を有する。速度推定装置602は、基準点決定部610、速度計測部622、比較部631、速度確定部642、速度記憶部652および速度推定部662を備える。なお、第1実施形態と同様の構成については、同じ符号を付した。
速度計測部622は、測位衛星410からの衛星信号に基づいてドローン100の速度を計測する機能部である。例えば、速度計測部622は、所定時間内における座標値の推移に基づいて、当該所定時間内の速度を算出する。このとき、速度記憶部652は、第1基準点D1を基準として求めた第1速度の履歴値を記憶している。比較部632は、第1速度と、第1速度の履歴値との差分を算出する。
Speed measurement unit 622 is a functional unit that measures the speed of
図16(a)に示すように、速度計測部622は、複数の測位衛星410a、410bから送信される第1衛星信号および第2衛星信号を、アンテナ504a-1、504a-2によりそれぞれ受信し、第1衛星信号に基づいて第1速度を生成し、第2衛星信号に基づいて第2速度を生成する。なお、図16(b)に示すように、速度計測部622は、複数の測位衛星410a、410bから送信される第1衛星信号および第2衛星信号を1個のアンテナ504a-1により受信してもよい。さらに、図16(c)に示すように、さらに別の実施形態にかかるドローン100cは、複数のアンテナ504a-1、504a-2を備え、アンテナ504a-1、504a-2は、1個の第1測位衛星410aから互いに異なる第1衛星信号および第2衛星信号をそれぞれ受信してもよい。
As shown in FIG. 16(a), the speed measuring unit 622 receives the first satellite signal and the second satellite signal transmitted from the plurality of
速度計測部622は、定期的に速度を取得する。速度計測部622により取得される速度は、速度記憶部652に記憶される。速度記憶部652は、少なくとも速度計測部622により前回以前に算出された第1速度、すなわち第1速度の履歴値を記憶している。第1速度の履歴値は、前回取得された第1速度の前回値であってもよい。速度記憶部652は、次の第1速度が取得されたとき、記憶されている第1速度に上書きしてもよいし、複数の第1速度を計測された順序とともに記憶してもよい。また、速度記憶部652は、第1速度に加えて第2速度を記憶してもよい。 The speed measurement unit 622 periodically acquires speed. The speed acquired by the speed measurement section 622 is stored in the speed storage section 652. The speed storage unit 652 stores at least the first speed calculated before the previous time by the speed measurement unit 622, that is, the history value of the first speed. The history value of the first speed may be a previous value of the first speed acquired last time. When the next first speed is acquired, the speed storage unit 652 may overwrite the stored first speed, or may store a plurality of first speeds together with the order in which they were measured. Further, the speed storage unit 652 may store a second speed in addition to the first speed.
比較部632は、速度計測部622により取得した第1衛星信号を基準として得られる第1速度と、速度記憶部652に記憶されている、第1速度の履歴値と、を比較する機能部である。具体的には、比較部632は、第1速度と、第1速度の履歴値との差分を算出する。 The comparison unit 632 is a functional unit that compares the first speed obtained based on the first satellite signal acquired by the speed measurement unit 622 and the history value of the first speed stored in the speed storage unit 652. be. Specifically, the comparison unit 632 calculates the difference between the first speed and the history value of the first speed.
速度推定部662は、ドローン100の加速度に基づいてドローン100の速度を推定する機能部である。速度推定部662は、ドローン100に搭載されている加速度センサの計測値を積分することにより、ドローン100の速度を推定する。本実施形態では、6軸ジャイロセンサ505が加速度センサの機能を有する。例えば、速度推定部662は、第1速度の履歴値の取得時点から現在までに計測される加速度の積分値を、第1速度の履歴値に加算することで、現在速度を推定してもよい。なお、ドローン100の速度は、ドローン100に搭載されるセンサによる計測に代えて、ドローン100の外部からドローン100を撮影すること等により計測してもよい。
The speed estimation unit 662 is a functional unit that estimates the speed of the
速度確定部642は、比較部630により算出される第1座標値と第1座標値の履歴値との差分が所定値より大きい場合には、第2速度をドローン100の測位速度とする。この構成によれば、ドローンの速度を正確に測定することができる。
If the difference between the first coordinate value calculated by the comparison unit 630 and the history value of the first coordinate value is larger than a predetermined value, the speed determining unit 642 sets the second speed as the positioning speed of the
また、速度確定部642は、第1速度と第1速度の履歴値との差分が所定値を超える場合に、速度推定部662により加速度に基づいて推定される速度をドローン100の速度として確定してもよい。速度確定部642は、当該差分が所定値を超える場合に、加速度に基づいて速度を推定し、この推定値をドローン100の速度として確定してもよい。また、加速度に基づいて推定した速度を採用している時間を計測し、当該時間が所定期間以上続いた場合には、ドローン100に退避動作を行わせてもよい。また、別の方法により生成される速度を制御に利用してもよい。
Further, the speed determining unit 642 determines the speed estimated by the speed estimating unit 662 based on the acceleration as the speed of the
●処理フロー(3)
図13を用いて、ドローン100の速度を計測する処理フローを説明する。まず、速度計測部622により、第1測位衛星410aから受信される第1衛星信号に基づいてドローン100の第1速度を取得するとともに、第2測位衛星410bから受信される第2衛星信号に基づいてドローン100の第2速度を取得する(S21)。●Processing flow (3)
A processing flow for measuring the speed of the
次いで、比較部632により、第1速度と第1速度の履歴値の差分を算出する(S22)。差分が所定値以下か否かを判別し(S23)、所定値以下である場合は、第1速度をドローン100の速度に確定する(S24)。ステップS23において差分が所定値を超える場合に、第2速度を速度として確定する(S25)。また、ステップS25において、ドローン100の加速度に基づいてドローン100の速度を推定し、当該推定値を測位座標に確定してもよい。この構成において、加速度に基づいて推定した速度を制御に利用している時間が所定時間以上続いているか判定し、該当する場合は、ドローン100に退避動作を行わせてもよい。また、別の方法で推定した速度を利用するものとしてもよい。
Next, the comparison unit 632 calculates the difference between the first speed and the history value of the first speed (S22). It is determined whether the difference is less than or equal to a predetermined value (S23), and if it is less than or equal to the predetermined value, the first speed is determined to be the speed of the drone 100 (S24). If the difference exceeds the predetermined value in step S23, the second speed is determined as the speed (S25). Furthermore, in step S25, the speed of the
●速度推定装置の機能部(2)
図14を用いて、本願発明の第2実施形態に係る速度推定システム1003に関し、第1実施形態に係る速度推定システム1002とは異なる部分を中心に説明する。速度推定システム1003は、互いに異なる少なくとも2つの衛星信号に基づいて第1速度および第2速度を算出し、その差分に応じてドローン100の速度を決定する。●Functional part of speed estimation device (2)
With reference to FIG. 14, a description will be given of a
第2実施形態における速度推定装置603は、基準点決定部610、速度計測部623、比較部633、速度確定部643および速度推定部662を備える。なお、第1実施形態と同様の構成については、同じ符号を付した。 The speed estimating device 603 in the second embodiment includes a reference point determining section 610, a speed measuring section 623, a comparing section 633, a speed determining section 643, and a speed estimating section 662. Note that the same components as in the first embodiment are given the same reference numerals.
図16(a)に示すように、速度計測部622は、複数の測位衛星410a、410bから送信される第1衛星信号および第2衛星信号を、アンテナ504a-1、504a-2によりそれぞれ受信し、第1衛星信号および第2衛星信号に基づいて第1速度および第2速度をそれぞれ生成する。なお、図16(b)に示すように、速度計測部622は、1個のアンテナ504a-1により複数の測位衛星410a、410bから送信される第1衛星信号および第2衛星信号を受信してもよい。
As shown in FIG. 16(a), the speed measuring unit 622 receives the first satellite signal and the second satellite signal transmitted from the plurality of
比較部633は、速度計測部623により取得した第1衛星信号に基づいて得られる第1速度と、第2衛星信号に基づいて得られる第2速度と、を比較する。具体的には、比較部633は、第1速度と第2速度との差分を算出する。 Comparison section 633 compares the first speed obtained based on the first satellite signal obtained by speed measurement section 623 and the second speed obtained based on the second satellite signal. Specifically, the comparison unit 633 calculates the difference between the first speed and the second speed.
速度確定部643は、当該差分が所定値以下であるとき、第1速度をドローン100の速度とする。速度確定部643は、当該差分が所定値を超える場合に、速度推定部662により加速度から推定される推定速度を、ドローン100の速度とする。
The speed determining unit 643 sets the first speed to the speed of the
なお、当該差分が所定値を超える場合に、比較部633により推定速度と第1速度又は第2速度との差分を算出し、速度確定部643は、当該差分が所定値以下であるときに、推定速度を測位速度として確定してもよい。推定速度と第1速度又は第2速度との差が小さいことで、推定速度の信頼性がより担保される。また、速度確定部643は、推定速度と第1速度又は第2速度との差分が所定値以下であるとき、当該第1速度又は第2速度を測位速度に採用してもよい。 Note that when the difference exceeds a predetermined value, the comparing section 633 calculates the difference between the estimated speed and the first speed or the second speed, and the speed determining section 643 calculates the difference between the estimated speed and the first speed or the second speed, and when the difference is less than the predetermined value, the speed determining section 643 calculates the difference between the estimated speed and the first speed or the second speed. The estimated speed may be determined as the positioning speed. Since the difference between the estimated speed and the first speed or the second speed is small, the reliability of the estimated speed is further ensured. Furthermore, when the difference between the estimated speed and the first speed or the second speed is less than or equal to a predetermined value, the speed determination unit 643 may adopt the first speed or the second speed as the positioning speed.
速度確定部643は、第1速度と第2速度との差分が所定値を超える場合に、加速度に基づいて速度を推定し、この推定値をドローン100の速度として確定してもよい。また、加速度に基づいて推定した速度を採用している時間を計測し、当該時間が所定期間以上続いた場合には、ドローン100に退避動作を行わせてもよい。また、別の方法により生成される速度を制御に利用してもよい。
The speed determining unit 643 may estimate the speed based on the acceleration and determine this estimated value as the speed of the
●処理フロー(4)
図15に示すように、速度計測部623により、第1測位衛星410aからの衛星信号に基づいてドローン100の第1速度を取得するとともに、第2測位衛星410bからの衛星信号に基づいてドローン100の第2速度を取得する(S31)。●Processing flow (4)
As shown in FIG. 15, the speed measuring unit 623 obtains the first speed of the
次いで、比較部633により、第1速度と第2速度の差分を算出する(S32)。差分が所定値以下か否かを判別し(S33)、所定値以下である場合は、第1速度をドローン100の速度に確定する(S34)。ステップS33において差分が所定値を超えるとき、ドローン100の加速度に基づいてドローン100の速度を推定し、当該推定速度をドローン100の速度に確定する(S35)。この構成において、加速度に基づいて推定した速度を制御に利用している時間が所定時間以上続いているか判定し、該当する場合は、ドローン100に退避動作を行わせてもよい。また、別の方法で推定した速度を利用するものとしてもよい。
Next, the comparison unit 633 calculates the difference between the first speed and the second speed (S32). It is determined whether the difference is less than or equal to a predetermined value (S33), and if it is less than or equal to the predetermined value, the first speed is determined to be the speed of the drone 100 (S34). When the difference exceeds a predetermined value in step S33, the speed of the
(本願発明による技術的に顕著な効果)
本発明にかかる測位システムにおいては、ドローンを始めとする移動体の座標を精度よく測位することができる。また、本発明にかかる速度推定システムにおいては、ドローンを始めとする移動体の速度を精度よく推定することができる。特に、圃場において薬剤散布、又は作物の生育監視を行う農業用ドローンにおいては、散布および監視精度を担保するために、1乃至2cm程度の誤差で正確に飛行する必要がある。また、ドローンはバッテリの蓄電量により飛行するため、少ない充電回数で圃場内作業を完了させるために、陸上走行農機と比較して速い速度で移動する必要がある。したがって、ドローンの飛行には、高いリアルタイム性を有する高精度な測位が重要である。本発明にかかる測位システムにおいては、農業用ドローンの座標を精度よく測位することができるため、当該ドローンによる精密農業を実現することができる。(Technically remarkable effects of the claimed invention)
In the positioning system according to the present invention, the coordinates of a moving object such as a drone can be determined with high precision. Moreover, in the speed estimation system according to the present invention, the speed of a moving object such as a drone can be estimated with high accuracy. In particular, agricultural drones that spray chemicals in fields or monitor crop growth need to fly accurately with an error of about 1 to 2 cm in order to ensure spraying and monitoring accuracy. In addition, since drones fly using the amount of electricity stored in their batteries, they need to move at a faster speed than land-based agricultural machines in order to complete work in the field with fewer charges. Therefore, highly accurate positioning with high real-time performance is important for drone flight. In the positioning system according to the present invention, since the coordinates of an agricultural drone can be determined with high precision, precision agriculture using the drone can be realized.
なお、本説明ではドローンの座標を測位する測位システム、速度推定システムおよび測位方法について説明したが、本願発明に係る測位システム、速度推定システムおよび測位方法はドローンに限られず、陸上走行する機械にも適用可能である。 In addition, in this explanation, the positioning system, speed estimation system, and positioning method for positioning the coordinates of the drone have been explained, but the positioning system, speed estimation system, and positioning method according to the present invention are not limited to drones, but can also be applied to land-based machines. Applicable.
Claims (17)
互いに異なる少なくとも2個の基準点をそれぞれ基準として、前記移動体の位置を示す第1座標値および第2座標値を定期的に算出する座標取得部と、
前記座標取得部により前回以前に算出された少なくとも前記第1座標値の履歴値を記憶する座標記憶部と、
前記第1座標値と前記第1座標値の履歴値との差分を計算する比較部と、
前記差分が所定値を超える場合に、前記第2座標値を前記移動体の測位座標として確定する座標確定部と、
を備える、
測位システム。
A positioning system that measures the coordinates of a moving object,
a coordinate acquisition unit that periodically calculates a first coordinate value and a second coordinate value indicating the position of the moving body using at least two different reference points as reference points;
a coordinate storage unit that stores history values of at least the first coordinate values calculated before the previous time by the coordinate acquisition unit;
a comparison unit that calculates a difference between the first coordinate value and a history value of the first coordinate value;
a coordinate determination unit that determines the second coordinate value as the positioning coordinate of the moving body when the difference exceeds a predetermined value;
Equipped with
Positioning system.
請求項1記載の測位システム。
The coordinate determination unit determines the first coordinate value as the positioning coordinate of the moving body when the difference is less than or equal to the predetermined value.
The positioning system according to claim 1.
前記基準点決定部は、単独測位で求めた前記移動体の座標に最も近い基準点を、前記算出の基準に決定する、
請求項1又は2記載の測位システム。
further comprising a reference point determination unit that determines the reference point that the coordinate acquisition unit uses as a calculation reference;
The reference point determination unit determines a reference point closest to the coordinates of the moving body determined by independent positioning as a reference point for the calculation.
The positioning system according to claim 1 or 2.
請求項1乃至3のいずれかに記載の測位システム。
a speed measurement unit that generates a first speed indicating the speed of the moving object based on a first satellite signal and generates a second speed indicating the speed of the moving object based on the second satellite signal; 4. The vehicle according to claim 1, further comprising: a speed determination unit that determines the second speed as the speed of the moving body when a difference between the first speed and the history value of the first speed exceeds a predetermined value. The positioning system described in .
前記第1のアンテナが受信する前記衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第1速度を生成し、前記第2のアンテナが受信する前記衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を生成する速度計測部と、
前記第1速度と前記第1速度の履歴値との差分が所定値を超える場合に、前記第2速度を前記移動体の速度として確定する速度確定部と、をさらに備える
請求項1乃至3のいずれかに記載の測位システム。
comprising a first antenna and a second antenna for receiving satellite signals;
generating a first speed indicating the speed of the moving object based on the satellite signal received by the first antenna; and generating a first speed indicating the speed of the moving object based on the satellite signal received by the second antenna. a speed measurement unit that generates two speeds;
Claims 1 to 3 further comprising: a speed determination unit that determines the second speed as the speed of the moving body when a difference between the first speed and a history value of the first speed exceeds a predetermined value. The positioning system described in any of the above.
互いに異なる少なくとも2個の基準点をそれぞれ基準として、前記移動体の位置を示す第1座標値および第2座標値を定期的に算出する座標取得部と、
前記移動体の加速度に基づいて前記移動体の座標値を推定する座標推定部と、
前記第1座標値と前記第2座標値との差分を計算する比較部と、
前記差分が所定値を超える場合に、前記加速度に基づいて推定される座標値を移動体の測位座標として確定する座標確定部と、
を備える、
測位システム。
A positioning system that measures the coordinates of a moving object,
a coordinate acquisition unit that periodically calculates a first coordinate value and a second coordinate value indicating the position of the moving body using at least two different reference points as reference points;
a coordinate estimation unit that estimates coordinate values of the moving body based on the acceleration of the moving body;
a comparison unit that calculates a difference between the first coordinate value and the second coordinate value;
a coordinate determination unit that determines the coordinate values estimated based on the acceleration as the positioning coordinates of the moving body when the difference exceeds a predetermined value;
Equipped with
Positioning system.
前記第1速度と前記第2速度の差分が所定値を超える場合に、前記加速度に基づいて推定される速度を前記移動体の速度として確定する速度確定部と、をさらに備える、
請求項6記載の測位システム。
a speed measurement unit that generates a first speed indicating the speed of the moving object based on a first satellite signal and generates a second speed indicating the speed of the moving object based on a second satellite signal;
Further comprising: a speed determination unit that determines the speed estimated based on the acceleration as the speed of the moving body when the difference between the first speed and the second speed exceeds a predetermined value;
The positioning system according to claim 6.
前記第1のアンテナが受信する前記衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第1速度を生成し、前記第2のアンテナが受信する前記衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を生成する速度計測部と、
前記第1速度と前記第2速度の差分が所定値を超える場合に、前記第2速度を前記移動体の速度として確定する速度確定部と、を備える
請求項6又は7に記載の測位システム。
comprising a first antenna and a second antenna for receiving satellite signals;
generating a first speed indicating the speed of the moving object based on the satellite signal received by the first antenna; and generating a first speed indicating the speed of the moving object based on the satellite signal received by the second antenna. a speed measurement unit that generates two speeds;
8. The positioning system according to claim 6, further comprising: a speed determination unit that determines the second speed as the speed of the moving body when a difference between the first speed and the second speed exceeds a predetermined value.
前記測位システムは請求項1乃至8のいずれかに記載の測位システムである、
移動体。
A mobile body having a positioning system that measures position coordinates while moving,
The positioning system is the positioning system according to any one of claims 1 to 8.
mobile object.
第1の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第1速度を定期的に生成し、第2の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を定期的に生成する速度計測部と、
前記速度計測部により前回以前に算出された前記第1速度の履歴値を記憶する速度記憶部と、
前記第1速度と前記第1速度の履歴値との差分を計算する比較部と、
前記差分が所定値を超える場合に、前記第2速度を前記移動体の速度として確定する速度確定部と、
を備える、
速度推定システム。
A speed estimation system for estimating the moving speed of a moving object,
A speed at which a first speed indicating the speed of the moving object is periodically generated based on a first satellite signal, and a second speed indicating the speed of the moving object is periodically generated based on a second satellite signal. A measurement section;
a speed storage unit that stores a history value of the first speed calculated before the previous time by the speed measurement unit;
a comparison unit that calculates a difference between the first speed and a history value of the first speed;
a speed determining unit that determines the second speed as the speed of the moving object when the difference exceeds a predetermined value;
Equipped with
Speed estimation system.
前記第1のアンテナが受信する前記衛星信号に基づいて移動体の速度を示す第1速度を生成し、前記第2のアンテナが受信する前記衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を生成する速度計測部と、
前記速度計測部により前回以前に算出された前記第1速度の履歴値を記憶する速度記憶部と、
前記第1速度と前記第1速度の履歴値との差分を計算する比較部と、
前記差分が所定値を超える場合に、前記第2速度を前記移動体の速度として確定する速度確定部と、
を備える、
速度推定システム。
comprising a first antenna and a second antenna for receiving satellite signals;
generating a first velocity indicating the velocity of the moving body based on the satellite signal received by the first antenna; and a second velocity indicating the velocity of the moving body based on the satellite signal received by the second antenna. a speed measurement unit that generates speed;
a speed storage unit that stores a history value of the first speed calculated before the previous time by the speed measurement unit;
a comparison unit that calculates a difference between the first speed and a history value of the first speed;
a speed determining unit that determines the second speed as the speed of the moving object when the difference exceeds a predetermined value;
Equipped with
Speed estimation system.
第1の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第1速度を定期的に生成し、第2の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を定期的に生成する速度計測部と、
前記移動体の加速度に基づいて前記移動体の速度を推定する速度推定部と、
前記第1速度と前記第2速度との差分を計算する比較部と、
前記差分が所定値を超える場合に、前記加速度に基づいて推定される速度を前記移動体の速度として確定する速度確定部と、
を備える、
速度推定システム。
A speed estimation system for estimating the moving speed of a moving object,
A speed at which a first speed indicating the speed of the moving object is periodically generated based on a first satellite signal, and a second speed indicating the speed of the moving object is periodically generated based on a second satellite signal. A measurement section;
a speed estimation unit that estimates the speed of the moving object based on the acceleration of the moving object;
a comparison unit that calculates a difference between the first speed and the second speed;
a speed determination unit that determines the speed estimated based on the acceleration as the speed of the moving body when the difference exceeds a predetermined value;
Equipped with
Speed estimation system.
前記第1のアンテナが受信する前記衛星信号に基づいて移動体の速度を示す第1速度を生成し、前記第2のアンテナが受信する前記衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を生成する速度計測部と、
前記移動体の加速度に基づいて前記移動体の速度を推定する速度推定部と、
前記第1速度と前記第2速度との差分を計算する比較部と、
前記差分が所定値を超える場合に、前記加速度に基づいて推定される速度を前記移動体の速度として確定する速度確定部と、
を備える、
速度推定システム。
comprising a first antenna and a second antenna for receiving satellite signals;
generating a first velocity indicating the velocity of the moving body based on the satellite signal received by the first antenna; and a second velocity indicating the velocity of the moving body based on the satellite signal received by the second antenna. a speed measurement unit that generates speed;
a speed estimation unit that estimates the speed of the moving object based on the acceleration of the moving object;
a comparison unit that calculates a difference between the first speed and the second speed;
a speed determination unit that determines the speed estimated based on the acceleration as the speed of the moving body when the difference exceeds a predetermined value;
Equipped with
Speed estimation system.
互いに異なる少なくとも2個の基準点をそれぞれ基準として、前記移動体の位置を示す第1座標値および第2座標値を算出する座標取得ステップと、
前記第1座標値と前記第2座標値との差分を計算する比較ステップと、 前記差分が所定値以下である場合に、前記第1座標値を、前記移動体の測位座標として確定する、座標確定ステップと、
を含む、
測位方法。
A positioning method for positioning the coordinates of a moving object,
a coordinate obtaining step of calculating a first coordinate value and a second coordinate value indicating the position of the moving object, using at least two different reference points as reference points;
a comparison step of calculating a difference between the first coordinate value and the second coordinate value, and determining the first coordinate value as the positioning coordinate of the moving body when the difference is less than or equal to a predetermined value; a confirmation step;
including,
Positioning method.
互いに異なる少なくとも2個の基準点をそれぞれ基準として、前記移動体の位置を示す第1座標値および第2座標値を定期的に算出する座標取得ステップと、
前記移動体の加速度に基づいて前記移動体の座標値を推定する座標推定ステップと、
前記第1座標値と前記第2座標値との差分を計算する比較ステップと、
前記差分が所定値を超える場合に、前記加速度に基づいて推定される座標値を前記移動体の測位座標として確定する座標確定ステップと、
を含む、
測位方法。
A positioning method for positioning the coordinates of a moving object,
a coordinate acquisition step of periodically calculating first coordinate values and second coordinate values indicating the position of the moving object, using at least two different reference points as reference points;
a coordinate estimating step of estimating coordinate values of the moving body based on the acceleration of the moving body;
a comparison step of calculating a difference between the first coordinate value and the second coordinate value;
If the difference exceeds a predetermined value, a coordinate determination step of determining coordinate values estimated based on the acceleration as the positioning coordinates of the moving object;
including,
Positioning method.
第1の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第1速度を定期的に生成し、第2の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を定期的に生成する速度計測ステップと、
前記速度計測ステップにより前回以前に算出された前記第1速度の履歴値を記憶する速度記憶ステップと、
前記第1速度と前記第1速度の履歴値との差分を計算する比較ステップと、
前記差分が所定値を超える場合に、前記第2速度を前記移動体の速度として確定する速度確定ステップと、
を含む、
速度推定方法。
A speed estimation method for estimating the moving speed of a moving object, the method comprising:
A speed at which a first speed indicating the speed of the moving object is periodically generated based on a first satellite signal, and a second speed indicating the speed of the moving object is periodically generated based on a second satellite signal. measurement step;
a speed storage step of storing a history value of the first speed calculated before the previous time in the speed measurement step;
a comparison step of calculating a difference between the first speed and a historical value of the first speed;
a speed determining step of determining the second speed as the speed of the moving body when the difference exceeds a predetermined value;
including,
Speed estimation method.
第1の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第1速度を定期的に生成し、第2の衛星信号に基づいて前記移動体の速度を示す第2速度を定期的に生成する速度計測ステップと、
前記移動体の加速度に基づいて前記移動体の速度を推定する速度推定ステップと、
前記第1速度と前記第2速度との差分を計算する比較ステップと、
前記差分が所定値を超える場合に、前記加速度に基づいて推定される速度を前記移動体の速度として確定する速度確定ステップと、
を含む、
速度推定方法。A speed estimation method for estimating the moving speed of a moving object, the method comprising:
A speed at which a first speed indicating the speed of the moving object is periodically generated based on a first satellite signal, and a second speed indicating the speed of the moving object is periodically generated based on a second satellite signal. measurement step;
a speed estimation step of estimating the speed of the moving object based on the acceleration of the moving object;
a comparison step of calculating a difference between the first speed and the second speed;
a speed determining step of determining the speed estimated based on the acceleration as the speed of the moving body when the difference exceeds a predetermined value;
including,
Speed estimation method.
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