JP7449938B2 - 姿勢計測装置、姿勢計測方法、および、姿勢計測プログラム - Google Patents
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Description
第1の実施形態に係る姿勢計測装置、姿勢計測方法、および、姿勢計測プログラムについて、図を参照して説明する。図1は、第1の実施形態に係る姿勢計測装置の構成を示す機能ブロック図である。図2は、第1の実施形態に係るアンテナの配置を示す概略的な平面図である。
第2の実施形態に係る姿勢計測装置、姿勢計測方法、および、姿勢計測プログラムについて、図を参照して説明する。図6は、第2の実施形態に係る姿勢計測装置の構成を示す機能ブロック図である。
この場合は、全てのアンテナと受信部との組において受信状態が良好な場合である。これは、上述の第1姿勢演算モードの場合である。
この場合は、一部のアンテナと受信部との組において受信状態が不良であり、受信状態の良好な組数が閾値Nth以上の場合である。これは、上述の第2姿勢演算モードの場合である。
この場合、一部のアンテナと受信部との組において受信状態が不良であり、受信状態の良好な組数が閾値Nth未満の場合である。これは、上述の第1姿勢演算モード、第1統合姿勢演算モード、第2姿勢演算モード、および、第2統合姿勢演算モードのいずれにも該当しない場合である。
この場合、1個のアンテナと受信部との組を除いて受信状態が不良となる場合である。これは、上述の第1姿勢演算モード、第1統合姿勢演算モード、第2姿勢演算モード、および、第2統合姿勢演算モードのいずれにも該当しない場合であり、第3姿勢演算モードの別処理である。
上述の説明では、4個のアンテナを正方形に配置する態様を示した。しかしながら、本願発明の姿勢計測装置では、4個以上のアンテナを備え、4本以上の基線ベクトルを設定できる配置であれば、適用可能である。
20、20A:演算部
21:測位演算部
22:受信状態推定部
23:モード選択部
24、24A:姿勢演算部
31、32、33、34、35:アンテナ
41、42、43、44:受信部
50:慣性センサ
Claims (17)
- それぞれに測位信号を受信して受信信号を出力する、4個以上からなる複数のアンテナと、
前記複数のアンテナ毎に設けられ、前記受信信号に基づいたコード位相および搬送波位相を含む測位用データを出力する受信部と、
前記測位用データを用いて前記複数のアンテナのそれぞれについて単独測位演算を行う測位演算部と、
前記単独測位演算によって算出された位置を用いて、前記複数のアンテナの前記測位信号の受信状態の良悪を推定する受信状態推定部と、
4個以上の前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データの全てに含まれる前記搬送波位相を用いる第1姿勢演算モードと、前記受信状態が良好なアンテナが3個の場合に前記3個の前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データの全てに含まれる前記搬送波位相を用いる第2姿勢演算モードと、を選択するモード選択部と、
選択した姿勢演算モードを用いて、姿勢を演算する姿勢演算部と、
を備える、姿勢計測装置。 - 請求項1に記載の姿勢計測装置であって、
三次元の姿勢角を計測し、慣性姿勢角を出力する慣性センサを備え、
前記姿勢演算部は、前記測位用データと前記慣性姿勢角とを用いて、前記姿勢を演算する、
姿勢計測装置。 - 請求項2に記載の姿勢計測装置であって、
前記モード選択部は、
2個以下の前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データを用いる第3姿勢演算モードを、さらに有し、
前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データが2個の場合、前記測位用データに含まれる搬送波位相と前記慣性姿勢角とを用いて前記姿勢を演算する前記第3姿勢演算モードを選択する、
姿勢計測装置。 - 請求項3に記載の姿勢計測装置であって、
前記姿勢演算部は、
1個の前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データしか得ていない場合、前記慣性姿勢角のみを用いて姿勢を演算する、
姿勢計測装置。 - 請求項3または請求項4に記載の姿勢計測装置であって、
前記姿勢演算部は、
前記第3姿勢演算モードが選択され、2個の前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データを得た場合、前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データが得られた2個のアンテナの配置に基づく前記測位用データによる姿勢角を補完する前記慣性姿勢角を用いて姿勢を演算する、
姿勢計測装置。 - 請求項5に記載の姿勢計測装置であって、
前記姿勢演算部は、
前記2個の前記受信状態の良好なアンテナとして、前記アンテナが設置される船舶の船首方向に並ぶ前記2個のアンテナの受信状態が良好であれば、前記慣性姿勢角におけるロール角を用い、
前記2個の前記受信状態の良好なアンテナとして、前記船首方向に対して直交する方向に並ぶ前記2個のアンテナの受信状態が良好であれば、前記慣性姿勢角におけるピッチ角を用い、
前記船首方向に並ぶ2列のアンテナの内、第1列において船首側のアンテナで受信状態が不良であり、船尾側のアンテナで受信状態が良好であり、第2列において船首側のアンテナで受信状態が良好であり、船尾側のアンテナで受信状態が不良であれば、前記慣性姿勢角における前記ロール角と前記ピッチ角を用いる、
姿勢計測装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の姿勢計測装置であって、
前記モード選択部は、
少なくとも1つの前記アンテナの測位信号の受信状態が良好でなければ、前記姿勢演算モードの判定開始の閾値時間まで待機し、
前記閾値時間までに前記4個以上の前記アンテナの測位信号の受信状態が良好になれば、第1姿勢演算モードを選択する、
姿勢計測装置。 - 4個以上からなる複数のアンテナで、それぞれに測位信号を受信して受信信号を出力し、
前記複数のアンテナの前記受信信号毎に、前記受信信号に基づいたコード位相および搬送波位相を含む測位用データを出力し、
前記測位用データを用いて前記複数のアンテナのそれぞれについて単独測位演算を行い、
前記単独測位演算によって算出された位置を用いて、前記複数のアンテナの前記測位信号の受信状態の良悪を推定し、
4個以上の前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データに含まれる前記搬送波位相の全てを用いる第1姿勢演算モードと、前記受信状態が良好なアンテナが3個の場合に前記3個の前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データに含まれる前記搬送波位相の全てを用いる第2姿勢演算モードと、を選択し、
選択した姿勢演算モードを用いて、姿勢を演算する、
姿勢計測方法。 - 請求項8に記載の姿勢計測方法であって、
慣性センサによって、三次元の姿勢角を計測し、慣性姿勢角を出力し、
前記測位用データと前記慣性姿勢角とを用いて、前記姿勢を演算する、
姿勢計測方法。 - 請求項9に記載の姿勢計測方法であって、
2個以下の前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データを用いる第3姿勢演算モードを、さらに有し、
前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データが2個の場合、前記測位用データに含まれる搬送波位相と前記慣性姿勢角とを用いて前記姿勢を演算する前記第3姿勢演算モードを選択する、
姿勢計測方法。 - 請求項10に記載の姿勢計測方法であって、
1個の前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データしか得ていない場合、前記慣性姿勢角のみを用いて姿勢を演算する、
姿勢計測方法。 - 請求項10または請求項11に記載の姿勢計測方法であって、
前記第3姿勢演算モードが選択され、2個の前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データを得た場合、前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データが得られた2個のアンテナの配置に基づく前記測位信号による姿勢角を補完する前記慣性姿勢角を用いて姿勢を演算する、
姿勢計測方法。 - 4個以上からなる複数のアンテナの受信信号毎に基づいたコード位相および搬送波位相を含む複数の測位用データを用いて前記複数のアンテナのそれぞれについて単独測位演算を行い、
前記単独測位演算によって算出された位置を用いて、前記複数のアンテナの測位信号の受信状態の良悪を推定し、
4個以上の前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データに含まれる前記搬送波位相の全てを用いる第1姿勢演算モードと、前記受信状態が良好なアンテナが3個の場合に前記3個の前記受信状態の良好な測位用データに含まれる前記搬送波位相の全てを用いる第2姿勢演算モードと、を選択し、
選択した姿勢演算モードを用いて、姿勢を演算する、
処理を演算処理装置に実行させる、姿勢計測プログラム。 - 請求項13に記載の姿勢計測プログラムであって、
前記測位用データと、慣性センサで計測された姿勢角である慣性姿勢角とを用いて、前記姿勢を演算する、
処理を演算処理装置に実行させる、姿勢計測プログラム。 - 請求項14に記載の姿勢計測プログラムであって、
2個以下の前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データを用いる第3姿勢演算モードを、さらに有し、
前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データが2個以下の場合、前記測位用データに含まれる搬送波位相と前記慣性姿勢角とを用いて前記姿勢を演算する前記第3姿勢演算モードを選択する、
処理を演算処理装置に実行させる、姿勢計測プログラム。 - 請求項15に記載の姿勢計測プログラムであって、
1個の前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データを得ていない場合、前記慣性姿勢角のみを用いて姿勢を演算する、
処理を演算処理装置に実行させる、姿勢計測プログラム。 - 請求項15または請求項16に記載の姿勢計測プログラムであって、
前記第3姿勢演算モードが選択され、2個の前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データを得た場合、前記受信状態の良好なアンテナの測位信号から得られる測位用データが得られた2個のアンテナの配置に基づく前記受信信号による姿勢角を補完する前記慣性姿勢角を用いて姿勢を演算する、
処理を演算処理装置に実行させる、姿勢計測プログラム。
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